Обновления модуля Коррозия

Для пользователей модуля Коррозия в COMSOL Multiphysics® версии 5.2a появилось новое граничное условие External Short (Внешнее короткое замыкание), полезное для задач защиты от коррозии с соединенными протяженными электрохимически активными объектами. В дополнение к этому новая учебная модель изучает, как снижается катодная защита монофундаментного устройства при растворении протекторных анодов со временем. Ниже обновления модуля Коррозия описаны более подробно.

Новый интерфейс Nernst-Planck-Poisson Equations (Уравнения Нернста – Планка – Пуассона)

Новый мультифизический интерфейс Nernst-Planck-Poisson Equations (Уравнения Нернста – Планка – Пуассона) может быть использован для изучения распределения зарядов и ионов в двойном электрохимическом слое без условия нейтральности заряда. Интерфейс Nernst-Planck-Poisson Equations (Уравнения Нернста – Планка – Пуассона) добавляет к модели интерфейсы Electrostatics (Электростатика) и Transport of Diluted Species (Перенос растворенных веществ) с заранее заданными взаимосвязями для потенциалов и пространственной плотности зарядов.

Новое граничное условие External Short (Внешнее короткое замыкание)

Новое граничное условие External Short (Внешнее короткое замыкание) позволяет накоротко замыкать электроды, поверхности электродов и пористые электроды через внешнее сосредоточенное сопротивление. Новое граничное условие подходит, например, для изучения короткого замыкания в батареях или для задач защиты от коррозии с соединенными протяженными электрохимически активными объектами.

Новый мультифизический узел Electrochemical Heat Source (Электрохимический источник тепла)

Новый мультифизический интерфейс Electrochemical Heat Source (Электрохимический источник тепла) предлагает еще одну возможность связать электрохимические источники тепла с интерфейсом теплопередачи.

Новый тип кинетики Thermodynamic Equilibrium (Термодинамическое равновесие)

Для электродных реакций теперь доступен новый тип кинетики электродных процессов (в интерфейсе Secondary Current Distribution (Вторичное распределение тока) указывается как Primary Condition (Первичное условие)), который предполагает нулевое значение перенапряжения (пренебрежимо малые потери напряжения).

Поддержка сопротивления пленки, а также растворения и осаждения веществ в боковых и пористых электродах

Узлы Porous Electrode (Пористый электрод) и Edge Electrode (Боковой электрод) теперь поддерживают добавление сопротивления пленки, а также растворения и осаждения веществ. Ранее эти функциональные возможности были доступны только для узла Electrode Surface (Поверхность электрода). Сопротивление пленки, а также растворение и осаждение веществ в пористых электродах могут быть использованы, например, для моделирования образования межфазной границы «твердое тело — электролит» (SEI) в литий-ионных аккумуляторах.

Новая учебная модель: Monopile with Dissolving Sacrificial Anodes (Монофундаментный столб с растворяющимися протекторными анодами)

Монофундаментный столб — элемент конструкции большого диаметра, который может быть несущим элементом для таких конструкций, как плавучие ветровые турбины. Это приложение демонстрирует, как снижается катодная защита монофундаментного столба с растворением протекторных анодов со временем. Эту модель можно использовать для оценки кинетики электродных процессов вторичного распределения тока на защищенных стальных конструкциях с учетом одновременных электрохимических реакций, ведущих к растворению металла и восстановлению кислорода (смешанный электродный потенциал).

Геометрия монофундаментного столба состоит из верхнего составного элемента со стальной поверхностью с покрытием и расположенной снизу стальной трубы без покрытия. Столб окружен морской водой или илом, для которых используются разные уравнения Тафеля для кинетики электродных реакций. Учебная модель решается нестационарным методом на временном промежутке в 12 лет. Рассматриваются два случая: заземлен весь монофундаментный столб или заземлен переходный патрубок, соединенный с нижней трубой через сосредоточенное сопротивление.

В модели также применяется новый специализированный подузел Sacrificial Edge Anode (Протекторный боковой анод) для моделирования тонких протекторных анодов, расположенных вдоль геометрических ребер. Этот подузел, доступный теперь в интерфейсе Secondary Current Distribution (Вторичное распределение тока), позволяет моделировать меняющиеся со временем защитные свойства анодов, которые растворяются в ходе нестационарного моделирования.

Путь к учебной модели Monopile with Dissolving Sacrificial Anodes (Монофундаментный столб с растворяющимися протекторными анодами) в Библиотеке приложений:

Corrosion_Module/Cathodic_Protection/monopile