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Fuel Cell & Electrolyzer Module Updates
Für Nutzer des Fuel Cell & Electrolyzer Module bietet COMSOL Multiphysics® Version 6.1 die Möglichkeit, Hilfsspezies hinzuzufügen, verbesserte Standardlöser und Stabilisierung für 3D-Modelle, sowie Verbesserungen der Kontinuitätsbedingung für Assembly-Geometrien mit Identitätspaaren.
Hilfsspezies in den Hydrogen Fuel Cell und Water Electrolyzer Interfaces
Es ist jetzt möglich, in den Interfaces Hydrogen Fuel Cell und Water Electrolyzer eine zusätzliche Hilfsspezies in Wasserstoff- und Sauerstoffgasgemischen hinzuzufügen und beliebig zu definieren. Dies ermöglicht eine flexiblere Modellierung von Systemen, die zum Beispiel Spurenverunreinigungen, Schwefelverbindungen, schwere Kohlenwasserstoffe oder Ammoniak enthalten.
Verbesserte Standardlöser und Stabilisierung in den Hydrogen Fuel Cell und Water Electrolyzer Interfaces
Die Generierung von Standardlösern für 3D-Modelle, die die Interfaces Hydrogen Fuel Cell und Water Electrolyzer verwenden, wurde erheblich verbessert, wobei der generierte Standardlöser von den physikalischen Einstellungen und der Anzahl der Freiheitsgrade abhängt. Für große Probleme werden jetzt standardmäßig algebraische iterative Mehrgitterlöser generiert, was den Speicherverbrauch und die Rechenzeit erheblich reduziert. Darüber hinaus wurde eine Stabilisierung der konvektiven Terme in den Gasphasentransportgleichungen zu den Interfaces Hydrogen Fuel Cell und Water Electrolyzer hinzugefügt. Die zusätzliche Stabilisierung ermöglicht es, Brennstoffzellen- und Elektrolyseurmodelle mit gröberen Netzen zu lösen, was typischerweise bei der Arbeit mit größeren Geometrien nötig ist.
Verbesserte Kontinuitätsbedingung auf Assembly Pair Rändern
Assembly Pairs werden in der Regel verwendet, wenn nicht übereinstimmende Netzelemente auf beiden Seiten eines Randes verwendet werden. Die Verwendung von Assembly Pairs kann zum Beispiel bei strukturierten Netzen (Swept Meshes) in komplexen 3D-Geometrien notwendig sein. In Version 6.1 wurde die Randbedingung Continuity für potenzialabhängige Variablen (sowohl für die Elektroden- als auch für die Elektrolytphase) von Assembly Pair Rändern in Bezug auf Genauigkeit und numerische Stabilität in den Current Distribution Interfaces deutlich verbessert.
Nicht-ideale Speziesaktivitätskoeffizienten
Version 6.1 führt Funktionen zur Modellierung nicht-idealer Elektrolyte unter Verwendung der Debye-Hückel-Theorie ein. In solchen Elektrolyten kann schon eine kleine Konzentrationsänderung – im millimolaren Bereich – zu messbaren Änderungen von Größen wie dem pH-Wert und dem Elektrodengleichgewichtspotenzial führen. Die Fähigkeit, nicht-ideale Effekte bei der Modellierung und Simulation zu berücksichtigen, ist daher eine wichtige Ergänzung zu den Elektrochemie Interfaces. In dieser Version ist es nun möglich, diese Effekte in den Interfaces Tertiary Current Distribution, Nernst-Planck und Transport of Diluted Species zu berücksichtigen. Die Aktivitätskoeffizienten können entweder mit der Debye-Hückel-Speziesaktivität oder mit benutzerdefinierten Ausdrücken definiert werden.
Erweiterte chemische Formeln
Es ist jetzt möglich, erweiterte Formeln für chemische Spezies und chemische Reaktionen zu verwenden. Die umschließenden Zeichen (),[] und {} können verwendet werden, um Struktureinheiten in der Molekülformel zu kennzeichnen, zum Beispiel in einem Koordinationskomplex. Um die Lesbarkeit zu verbessern, können in der Reaktionsformel vereinfachte Namen verwendet werden, um eine ganze Spezies oder einen Teil der Molekülstruktur anzugeben. Bei der Reaktionsbilanzierung werden die vollständige Zusammensetzung und die Ladung berücksichtigt.
Verbesserte Leistung von Eigenschaftsauswertungen
Die verbesserte Leistung der Eigenschaftsauswertungen macht sich bei allen Eigenschaftsberechnungen bemerkbar, zum Beispiel bei Dichte und Viskosität sowie bei thermodynamischen Eigenschaften wie Wärmekapazität und Dampfdruck. Modelle, bei denen ein erheblicher Teil der Lösungszeit auf die Auswertung von Eigenschaften entfällt, können jetzt in bis zu 30 % kürzerer Zeit gelöst werden.
Verbesserte Funktionalität für das Hinzufügen von Spezies zu einem System
Die Funktionalität zum Suchen von Spezies in der Datenbank und deren Hinzufügen zu einem Modell wurde erweitert und verbessert. Die aus einer Suche gefilterten Spezies können nun mit der Eingabetaste einzeln hinzugefügt werden. Darüber hinaus ist es nicht mehr notwendig, das Filterergebnis zurückzusetzen, wenn eine Spezies hinzugefügt wurde.
Neues Tutorial-Modell
COMSOL Multiphysics® Version 6.1 enthält ein neues Tutorial-Modell für das Fuel Cell & Electrolyzer Module.
Fuel Cell Stack Cooling
Application Library Titel:
stack_cooling