COMSOL Multiphysics^® 6.0 发布亮点

电化学模块更新

COMSOL Multiphysics^® 6.0 版本为“电化学模块”的用户引入了一个新的吸附-解吸与电极反应相结合的预定义公式，以及一个新的教学案例。请阅读以下内容，进一步了解这些更新。

吸附-解吸物质

现有电极表面 边界条件的建模功能已经通过一组预定义的方程进得到扩展，这些方程可以跟踪表面位置占有率和吸附物质的表面浓度。通过新增的吸附-解吸物质 栏，您可以结合多步骤电化学反应，对电极表面的吸附-解吸动力学和热力学问题进行建模。

铜沉积后通孔的变形几何形状中的浓度变化。

非等温反应流

新版本引入了非等温反应流 多物理场接口，可以自动建立非等温反应流模型。反应流 多物理场耦合现在包含耦合化学 和传热 接口的选项。利用这种耦合，可以在模型中包含热量和物质方程之间的交叉贡献，如相变焓或焓扩散项。不同量和材料属性的温度、压力和浓度依赖性也自动包含在内，从而可以使用相应的预定义变量执行热和能量平衡。

管式反应器中的温度分布。

Brinkman 方程接口的多孔滑移

多孔介质流动的边界层可能非常薄，在 Brinkman 方程模型中求解不切实际。通过新的多孔滑移 壁处理特征，您可以在不解析边界层中的全流动剖面的情况下对壁进行分析。而应力条件应用于表面，通过利用边界层速度剖面的渐近解，获得相当高的本体流动精度。该功能在 Brinkman 方程 接口的设置 窗口中激活，然后用于默认的壁条件。您可以在涉及由 Brinkman 方程描述的地下水流以及模型域较大的大多数问题中使用这一新特征。

多孔反应器模型的流场和浓度场。

多孔介质传热

多孔介质传热功能已经过改进，现在更方便用户使用。“传热”分支下现在提供新的多孔介质 物理领域，包括多孔介质传热、局部热非平衡 和填充床传热 接口。所有这些接口在功能上都是相似的，不同之处在于这些接口内的默认多孔介质 节点分别选中以下选项：局部热平衡、局部热非平衡 或填充床。上文已经描述了后一个选项，局部热非平衡 接口取代了多物理场耦合，并且对应于一个双温度模型：一个用于液相，一个用于固相。由于液相中的强对流和固相中的高传导（如金属泡沫），典型应用可能涉及多孔介质的快速加热或冷却。选择局部热平衡 接口后，新的平均选项可用于根据多孔介质配置定义有效导热系数。

此外，后处理变量可统一用于三种类型多孔介质的均质量。您可以在以下现有教学案例中查看新增的多孔介质：

• freeze_drying
• frozen_inclusion
• porous_microchannel_heat_sink_optimization
• geothermal_doublet

多孔介质中的非等温流动

新增的非等温流动，Brinkman 方程 多物理场接口自动添加了多孔介质中传热与流体流动的耦合特征，将多孔介质传热 和 Brinkman 方程 接口耦合起来。

“多孔介质中的自然对流”教学案例采用了新增的非等温流动功能，图中显示受温度梯度影响的多孔结构中的温度 (K) 和随后的自然对流。

大幅改进多孔材料的处理

多孔材料现已在多孔材料 节点的相特定的属性 表格中定义。此外，您可以为固体和流体特征添加子节点，从中可以为每个相定义多个子节点。这样就可以将一种相同的多孔材料用于流体流动、化学物质传递和传热，而无需复制材料属性和设置。

多孔材料的新 材料节点，以填充床的多尺度模型为例。

新增教学案例

COMSOL Multiphysics^® 6.0 版本的“电化学模块”引入了一个新的教学案例。

吸附-解吸伏安法

为了发生电化学反应，反应物质通常需要在经历还原或氧化之前吸附在电极表面，之后产生的产物会解吸回电解质中。本例研究在平面电极上进行循环伏安法测试时吸附、解吸和电子转移的各种动力学参数的影响。

“案例库”标题：
adsorption_desorption_voltammetry
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