反应 [n] 参考

类型

默认情况下，将指定反应类型，具体取决于在创建包含 [反应 n] 的电化学表面机制时是否选择电化学组分模型。

• 电化学组分：当选择电化学组分模型时可用。可用于对模拟组分传输的电化学反应建模。
• 电化学电势：当未选择电化学组分模型时可用。可用于模拟电化学反应，而不使用电化学组分模型，或者：
  • 不模拟组分传输
  • 通过在关联的固体连续体中模拟从固态离子模型传输的组分
  • 通过模拟离子在电极多孔介质的活性材料中的插层。
• 吸附：当未选择电化学组分模型，但选择了多组分液体或多组分气体模型时可用。可用于模拟多组分流体中粘附在固体表面上（吸附），然后移动到固体中（吸收）的颗粒。在 [反应] > 属性 > 反应公式节点下提供选项来选择吸着类型。

• 在流体连续体中选择电化学组分模型。
• “固态离子”模型和“电化学反应”模型用于相应的固体连续体，而“多组分气体”或“多组分液体”模型用于流体连续体或流体连续体中的某一相（使用混合多相 (MMP) 模型或欧拉多相 (EMP) 模型）。
• 子网格颗粒插层模型用于多孔固相，浓缩电解质模型用于电解质中的流体连续体。

[反应物/产物]

右键单击操作

添加反应物/添加产物

将为每个指定的反应物或产物显示一个 [反应组分] 子节点。

电化学组分混合

可用于选择显示为表面反应中的反应物或产物的电化学组分。只提供在电化学组分模型或固态离子离子中定义的电化学组分。

固体混合

可用于选择显示为表面反应中的反应物或产物的固体组分。只提供在固体组分节点中定义的固体组分。

液体混合物

将指定的物质添加为反应物或产物。可以选择在“液体”或“多组分液体”模型中指定的每个物质作为反应组分，包括在欧拉相中指定的物质（使用混合多相 (MMP) 模型或欧拉多相 (EMP) 模型时）。

e-

将电子添加为反应物或产物。确保从正确的连续体或相中选择电子以适应每个反应。电子的来源位置确定为反应中的电子导体。

[多孔相]

将多孔固相添加为反应物或产物。仅可用于激活子网格颗粒插层模型的多孔固相。

刷新

刷新可选择的反应组分的列表。

[反应组分]

化学计量系数

化学计量系数可在该电化学反应的平衡方程中指定此反应组分的摩尔比率。

比率指数

此反应组分的比率指数 ，用于计算如 Eqn. (4179)、Eqn. (4182) 或 Eqn. (4184) 中的单位反应电流。 ${\gamma }_i$ 可以为电化学组分模型中指定的电化学组分分量或者液体模型或多组分液体模型中的溶剂组分设置比率指数值。流体域中实际存在的所有反应组分的摩尔浓度都可用于计算电化学反应电流。

反应 [n] > 属性 > 双层电容

仅适用于非稳态模拟。

对电化学反应位点处双层电容的影响进行建模，这种影响在电化学器件操作条件突然变化时变得尤为突出。

方法

用于指定如何确定双层电容。

方法	对应子节点
无	无。
用户双层电容 模拟电池充电/放电循环期间电化学反应中双层电容的影响。	用户双层电容 可以将双层电容（Eqn. (4188) 中的 $C_{}$ ）指定为标量曲线。

反应 [n] > 属性 > 平衡电势

方法

可用于指定如何确定平衡电势 $U_{eq}$ 。

方法	对应子节点
用户平衡电势	用户平衡电势 可以将 Eqn. (4189) 中的平衡电势 $U_{eq}$ 指定为标量分布。 如果多孔固相使用子网格颗粒插层模型并且作为反应物或产物存在，则还可以通过提供表将平衡电势指定为温度和归一化浓度的函数。 请参见使用表 (T,cn)。
能斯脱平衡电势 仅当选择已指定反应物和产物组分的电化学组分模型时才可用。	能斯脱标准电势 可以将用于计算 Eqn. (4189) 中平衡电势 $U_{eq}$ 的能斯脱标准电势 $E^0$ 指定为标量分布。使用电化学反应加热模型并将能斯脱标准电势指定为温度的函数时，确保指定相应的温度导数。 如果多孔固相使用子网格颗粒插层模型并且作为反应物或产物存在，则还可以通过提供表将能斯脱标准电势指定为温度和归一化浓度的函数。 请参见使用表 (T,cn)。
根据热力学数据的能斯脱 根据方程 Eqn. (4190) 以及液态和气体组分的热力学数据计算能斯脱平衡电势 $U_{eq}$ 。 仅当选择了能量模型（例如分离流体温度模型）时可用。	根据热力学数据的能斯脱 系统自动计算能斯脱标准电势 和方程 Eqn. (4190) 相对于温度的导数。 $E^0$

反应 [n] > 属性 > 平衡电势 T 导数

方法

可用于指定用于计算 Eqn. (4193) 中可逆热贡献的平衡电势温度导数 $U_{eq}$ 。

方法	对应子节点
用户平衡电势 T 导数	用户平衡电势 T 导数 用于指定平衡电势温度导数 $\frac{d{U}_{eq}}{dT}$ 。
Nernst 平衡势能 T 导数 当平衡电势属性选择方法设为能斯脱平衡电势时可用。	能斯脱标准势能 T 导数 可用于指定能斯脱标准电势温度导数 ，该导数可用于计算 Eqn. (4193) 中的 。 $\frac{d{E}^0}{dT}$ $\frac{d{U}_{eq}}{dT}$ 例如，固体氧化物燃料电池中的阴极 (Eqn. (299)) 和阳极 (Eqn. (298)) 处。
Nernst From Thermodynamics Data T Derivative(根据热力学数据的能斯脱 T 导数) 当平衡电势属性选择方法设为根据热力学数据的能斯脱时可用。	无。
表 (T,cn) T 到数 当平衡电势 > 能斯脱平衡电势或平衡电势 > 能斯脱平衡电势节点中的方法设为表 (T,cn) 时可用。 Simcenter STAR-CCM+ 从温度和归一化浓度表中以数字方式确定平衡电势及其各自的温度导数。	表 (T,cn) T 导数（只读）

反应 [n] > 属性 > 平衡浓度常数

可用于考虑吸附组分的溶解度；值越大，溶解度越高。

同时满足以下两个条件时显示：

• 类型属性在反应 > 反应 [n] 节点下设为吸着
• “方法”在反应公式节点下设为 Springer 或 Wu-Li-Berg。

方法	对应子节点
用户单位平衡浓度常数	User Specific Equilibrium Concentration Constant(用户单位平衡浓度常数) 设置用户单位平衡浓度常数（Eqn. (4234) 中的 ）。 $\xi$

反应 [n] > 属性 > 反应公式

此处显示的属性取决于为在反应 > 反应 [n] 节点下设置的类型属性选择的选项。

方法

当类型属性在反应 > 反应 [n] 节点下设为电化学电势或电化学组分时可用。

可用于指定如何计算单位反应电流。

显示的子节点取决于将电子指定为反应物还是产物。

方法	对应子节点
Butler-Volmer 选择此方法时，将在金属和电解质之间的交界面处自动设置边界条件。但是，如有必要，可以手动调整这些边界条件。	Butler-Volmer 可用于为从电子导体引导至离子导体的阳极电流指定视在阳极电荷传递系数 ${\alpha }_a$ 的标量值，并且为从离子导体引导至电子导体的阴极电流指定视在阴极电荷传递系数 ${\alpha }_c$ 的标量值。这些值用于 Eqn. (4178)。如果在不采用电化学组分模型的情况下使用 Butler-Volmer 方法，则意味着在计算单位反应电流时仅考虑阳极和阴极电流，而不考虑电化学组分的浓度。如果结合使用 Butler-Volmer 方法和电化学组分模型，则意味着将使用电化学组分的摩尔浓度以及阳极和阴极电流计算单位反应电流。 Butler-Volmer 方程 Eqn. (4178) 可结合当反应可逆时出现的阳极和阴极反应的 Tafel 方程 Eqn. (4182)。
表格 选择此方法将移除属性 > 平衡电势和属性 > 单位交换电流节点。	伏安特性 提供可用于为表格极化曲线选择之前所导入表格的表格极化曲线子节点。可以在表格极化曲线属性中设置单位电流和平衡电势。 与其他反应公式方法不同的是，表格极化曲线法可以导入任意形式的极化曲线。通过右键单击工具 > 表节点，然后选择新表 > 文件表并选择合适的文件，可以导入表格极化曲线。然后，可以在表格极化曲线属性中选择导入的表。之后，可以在反应表面和电解质之间的交界面处指定边界条件。 对腐蚀进行建模时，Simcenter STAR-CCM+ 将使用极化曲线来计算电流为零时的每种金属的腐蚀电势。因此，表格数据必须包含电流的正值和负值以及单调增加的对应电势值。
Tafel 可以将 Tafel 方法用于仅在一个方向（阳极或阴极）具有大量电流的反应。如果表面传递系数较小或者反应仅在正表面或负表面过电位下运行，则可能导致单向电流。 当选择 Tafel 方法取决于将电子指定为反应物还是产物时，将提供这些选项。	Tafel 当电子未注册为反应物或产物时显示。 可用于设置反应方向。阳极将反应电流的方向指定为阳极 - 从电子导体到离子导体。阴极将反应电流的方向指定为阴极 - 从离子导体到电子导体。还会显示可用于为表面电荷传递系数指定值的 Tafel > α 子节点。 Alpha 当电子注册为反应物或产物时显示。 可用于为表面电荷传递系数指定标量值。将根据电化学组分模型中的设置确定电流方向。
Tafel 斜率 (log10) 创建属性 > 单位交换电流 Y 拦截 (log10) 同级节点。	Tafel 斜率 (log10) 当电子未注册为反应物或产物时显示。可用于设置反应方向。 阳极将反应电流的方向指定为阳极 - 从电子导体到离子导体。 阴极将反应电流的方向指定为阴极 - 从离子导体到电子导体。 还会显示 Tafel 斜率 (log10) > β (log10) 子节点，其可用于为 Tafel 方程中组合的阳极或阴极表面传递系数指定组合项 $\beta$ 。 由于电流方向由 Tafel 斜率 (log10) 节点中的设置确定，因此为有效传递系数设置的 值预期为正值。 $\beta$ β 当电子注册为反应物或产物时显示。可用于为 Tafel 方程中的阳极或阴极表面传递系数指定项 。 $\beta$
传输限制 Tafel 斜率 (log10) 创建属性 > 单位交换电流 Y 拦截 (log10) 同级节点。	传输限制 Tafel 斜率 (log10) 提供两个子节点： 对于 Tafel 方程中组合的阳极或阴极表面传递系数，β (log10) 可用于将其组合项 指定为标量分布。 $\beta$ 还可以逼近最初未在模拟设置中考虑的效应。由于电流方向由电化学组分模型中的设置确定，因此为有效传递系数设置的此值预期为正值。 限制电流可用于通过限制单位反应电流，逼近最初未在模拟设置中考虑的效应。例如，对于深陷结构 [835]，可以逼近如氧匮乏等效应。可以使用标量分布指定限制电流 。 $j_{\lim }$ 无论反应是阳极还是阴极，限制电流都假定为正物理量。 此选项可用于为 Tafel 方程中组合的阳极或阴极表面传递系数指定组合项 。 $\beta$

方法

当类型属性在反应 > 反应 [n] 节点下设为吸着时可用。

所有吸着方法用于只有一种气体反应物组分和一种产物组分的反应（电子视为组分）。

方法	对应子节点
亨利 使用亨利法模拟吸着过程。	亨利 在 Eqn. (4238) 中设置亨利常数 。 $He$
Springer 仅当使用多组分气体模型时才可用。 使用 Springer 方法 [847] 模拟吸着过程。	Springer 提供以下子节点，在 Eqn. (4236) 中可使用这些子节点指定用于计算无量纲平衡含水量的系数： 平衡含水量系数 A 平衡含水量系数 B 平衡含水量系数 C 平衡含水量系数 D
Wu-Li-Berg 仅当使用多组分气体模型时才可用。 使用 Wu Li Berg 方法 [849] 模拟吸着过程。	Wu-Li-Berg

反应 [n] > 属性 > 吸着速率常数

吸着反应发生的速率。

当类型属性在反应 > 反应 [n] 节点下设为吸着时显示。

方法	对应子节点
用户单位速率常数	User Specific Rate Constant(用户单位速率常数) 设置用户单位速率常数（Eqn. (4231) 中的 ）。 $r_{surf,0}$

反应 [n] > 属性 > 单位交换电流

当反应公式方法设为 Butler-Volmer 或 Tafel 时，此节点可用。

属性

方法	对应子节点
用户单位交换电流	用户特定交换电流 可用于将单位交换电流（Eqn. (4179) 或 Eqn. (4182) 中的 ）设为标量分布。 $j_0$ 在计算电化学反应产生的电流时，单位交换电流不包括组分浓度效应。由于电流方向由反应设置确定，因此此值预期为正值。

注	可使用以下场函数定义交换电流密度 $j_0$ ：j_0=j_0,ref*prod(1/pow(c_i,ref, rate_exponent))，其中，rate_exponent 为 ${\gamma }_i$ 。

反应 [n] > 属性 > 单位交换电流 Y 拦截 (log10)

方法	对应子节点
用户单位交换电流 Y 拦截 (log10)	用户单位交换电流 Y 拦截 (log10) 可用于将单位交换电流的常用对数（Eqn. (4185) 中的 ${\log }_{10}\left(j_0\right)$ ）的 Y 拦截指定为标量分布。

反应 [n] > 属性 > 空缺比率指数

方法	对应子节点
空缺比率指数	空缺比率指数 可用于指定用于计算活性项的空缺比率指数，Eqn. (4192) 中的 ${\gamma }_i^{vac}$ ，作为标量分布。