Aggiornamenti Fuel Cell & Electrolyzer Module
Per gli utenti del Fuel Cell & Electrolyzer Module, la versione 6.3 di COMSOL Multiphysics® introduce una nuova interfaccia per modellare il trasporto in qualsiasi soluzione elettrolitica, funzioni e variabili migliorate per il flusso bifase e nuove funzionalità per la stima dei parametri. Per scoprire di più su questi aggiornamenti, continuate a leggere.
Interfaccia Concentrated Electrolyte Transport
È ora disponibile un'interfaccia Concentrated Electrolyte Transport per modellare il trasporto in qualsiasi soluzione elettrolitica con un numero arbitrario di specie cariche e non cariche. Questa interfaccia elettrochimica si basa sulla teoria delle soluzioni concentrate, dove le equazioni di trasporto sono definite utilizzando i coefficienti di diffusione binari di Maxwell-Stefan, assumendo l'elettroneutralità locale. A differenza delle equazioni di Nernst-Planck, la teoria delle soluzioni concentrate non presuppone che le specie elettrolitiche siano diluite in un solvente neutro a concentrazione costante. Gli elettroliti tipici che possono essere modellati includono liquidi ionici, sali fusi e soluzioni altamente concentrate con gradienti di concentrazione non trascurabili delle specie portatrici di carica. Il nuovo tutorial Molten Carbonate Transport illustra questa funzionalità.
Stima dei parametri
La fase di studio Parameter Estimation e i solutori di ottimizzazione BOBYQA, Levenberg-Marquardt e IPOPT sono ora disponibili nel Fuel Cell & Electrolyzer Module. La stima dei parametri è utilizzata per determinare i parametri del modello adattando le simulazioni ai dati sperimentali. Il tutorial Parameter Estimation of a Polymer Membrane Fuel Cell Model dimostra questa nuova aggiunta.
Funzioni e variabili migliorate per il flusso bifase
Le interfacce Hydrogen Fuel Cell e Water Electrolyzer includono ora la possibilità di definire le sorgenti di massa nelle fasi liquida e gassosa, sia sui contorni che nei domini, grazie all'accoppiamento con le funzioni aggiunte all'interfaccia Phase Transport nella versione 6.3. I termini delle sorgenti di massa possono essere aggiunti sui contorni utilizzando la nuova funzione Boundary Mass Source e nei domini utilizzando la nuova funzione Mass Source.
Nelle interfacce Hydrogen Fuel Cell e Water Electrolyzer, sono ora disponibili le opzioni di fase Solid e Liquid per l'opzione Electrolyte type. Questa funzione specifica se lo ione portatore di carica contribuisce al flusso di massa del liquido e alle variabili di sorgente definite dall'interfaccia. Inoltre, nel Model Wizard sono state aggiunte le voci Alkaline che utilizzano l'opzione Liquid per impostazione predefinita. I seguenti tutorial illustrano questi miglioramenti:
- two_phase_pemfc
- zero_gap_aec
- aec_shunt_currents (solo opzione Alkaline)
Migrazione indotta dal taglio nel flusso multifase disperso
Nelle sospensioni concentrate, le collisioni irreversibili delle particelle portano alla migrazione delle stesse verso regioni con velocità di taglio inferiori, un fenomeno utilizzato in processi come il frazionamento delle particelle e la microfiltrazione. Ad esempio, nel flusso di canale guidato dalla pressione di una miscela neutralmente galleggiante, le particelle tendono ad aggregarsi al centro del canale. La nuova opzione Include shear-induced migration, ora disponibile nell'accoppiamento multifisico Mixture Model, supporta più specie e migliora l'accuratezza di tali simulazioni.
Opzione legge di potenza per le permeabilità relative
La funzione Porous Medium dell'interfaccia Phase Transport in Porous Media include ora una nuova opzione Power law, che facilita l'implementazione di permeabilità relative basate su espressioni power law. Questo miglioramento semplifica l'impostazione e la modellazione del comportamento della permeabilità nelle simulazioni di mezzi porosi.
Modelli di risultato nelle interfacce di trasporto delle specie chimiche
La creazione di grafici utili e visivamente accattivanti di sistemi in reazione può richiedere molto tempo, poiché spesso ci sono molti reagenti e quindi molti campi di concentrazione da graficare. Per risparmiare tempo, nelle interfacce di Chemical Species Transport sono disponibili diversi nuovi Result Templates. Tra questi, sono ora disponibili modelli di matrice di grafici che includono fino a quattro concentrazioni di specie contemporaneamente nella finestra Graphics. I Result Templates sono disponibili per tutte le interfacce Chemical Species Transport, indipendentemente dal prodotto aggiuntivo, ma sono particolarmente utili per le interfacce di trasporto multicomponente incluse nei moduli per l'ingegneria chimica, nel CFD Module, nel Porous Media Flow Module, nel Subsurface Flow Module e nel Microfluidics Module.
Nuovi tutorial
La versione 6.3 di COMSOL Multiphysics® introduce diversi nuovi tutorial nel Fuel Cell & Electrolyzer Module.
Two-Phase Nonisothermal Zero-Gap Alkaline Water Electrolyzer
Water and Carbon Dioxide Co-Electrolysis in a Solid Oxide Electrolyzer Cell
Ammonia-Fed Solid Oxide Fuel Cell
Two-Phase Polymer Electrolyte Membrane Fuel Cell
Parameter Estimation of a Polymer Electrolyte Membrane Fuel Cell Model
Molten Carbonate Transport
