电镀层模型参考

可使用 Simcenter STAR-CCM+ 中的电镀层模型来模拟电涂层,并确定沉浸在涂料液体中的指定表面上的涂料层厚度。

表 1. 电镀层模型
理论 请参见电镀层模型。
提供方式 [物理连续体] > 模型 > 可选模型
节点路径示例 连续体 > 物理 1 > 模型 > 电镀层
要求
  • 材料:液体
  • 流体: 耦合流体或分离流
  • 空间:三维或二维
  • 可选模型:电磁
  • 电磁:电动势
  • 状态方程:任何
  • 时间:隐式非稳态
属性 关键属性包括:起始标准和涂料层总电阻指定。请参见电镀层模型属性。
激活 模型控制(子节点)
  • 电阻偏移
  • 最小累积单位表面电荷
  • 最小单位电流平方时间积分
  • 最小单位电流
  • 涂料层

请参见电镀层模型:模型控制。

初始条件 涂料电阻和涂料层厚度。请参见电镀层模型初始条件。
边界输入 请参见电镀层模型边界设置。
求解器 电镀层。请参见电镀层模型求解器属性。
场函数
  • 累积单位表面电荷
  • Boundary Specific Electric Current(边界单位电流)
  • Paint Coulomb Efficiency(涂料库仑效率)
  • Paint Density(涂料密度)
  • Paint Electrical Resistance Area(涂料电阻面积)
  • Paint Electrical Resistivity(涂料电阻率)
  • 涂料层厚度
  • Paint Layer Thickness Growth Rate(涂料层厚度增长率)
  • Time Integrated Specific Current Density Squared(时间积分单位电流密度平方)
请参见电镀层模型场函数。

电镀层模型属性

起始标准
用于指定一个阈值,大于该值后涂料层开始增长。
  • 无

    运行模拟时,涂料层立即开始增长。

  • 累积单位表面电荷

    达到为单位电流时间积分设置的值后,涂料层开始增长。可在电镀层 > 最小累积单位表面电荷节点下,将连续体的阈值指定为标量分布。如有必要,可为每条边界设置特定值。

  • 时间积分单位电流平方

    达到为单位电流平方的时间积分设置的值后,涂料层开始增长。可在电镀层 > 最小单位电流平方时间积分节点下,将连续体的阈值指定为标量分布。如有必要,可为每条边界设置特定值。

涂料层总电阻指定
可在求解涂料层厚度的 ODE(常微分方程)之前,选择用于计算涂料层电阻率的方法。可在电镀层模型 > 涂料层节点下,设置生成的分布。
  • 微分方程

    Simcenter STAR-CCM+ 可使用为涂料层指定的电阻率,求解微分方程 Eqn. (4251) 来计算涂料层电阻。

  • 电阻率

    用于设置涂料层的总电阻率,Simcenter STAR-CCM+ 会将总电阻率乘以涂料层厚度 Eqn. (4252) 来计算涂料层电阻。

  • 电阻

    用于指定涂料层电阻的表达式 Eqn. (4253)。

电镀层模型初始条件

涂料电阻
用于将涂料区域的初始电阻指定为标量分布。
涂料层厚度
用于将涂料层的初始厚度指定为标量分布。

电镀层模型边界设置

壁面边界
电镀层指定
指定使用的电镀层方法。
方法 对应的物理值节点
无
保持边界为未涂层状态(默认值)。
无
电流密度
应用涂层。涂层将使用连续体值或自定义边界值,具体取决于选项属性的设置。
无
选项 对应的物理值节点
使用连续体值
使用为连续体指定的值。
无
指定自定义值
使用为边界设置的物理值 — 当“电镀层指定”的方法设为电流密度时,可供指定。
可将以下值设为标量分布。
电阻偏移
g (位于 Eqn. (4251) 中)。当电镀层属性“涂料层总电阻指定”设为“微分方程”时可用。
初始涂料电阻
r paint (位于 Eqn. (4251) 中)
初始涂料层厚度
h (位于 Eqn. (4251) 中)
最小累积单位表面电荷
仅当单位电流的时间积分达到此阈值时,涂料层才开始增长。当电镀层属性“起始标准”设为“累积单位表面电荷”时可用。
最小单位电流平方时间积分
仅当边界单位电流平方的时间积分达到此阈值时,涂料层才开始增长。当电镀层属性“起始标准”设为“时间积分单位电流平方”时可用。
最小单位电流
j min ⁡ 在 Eqn. (4255) 中

电镀层模型求解器属性

亚松弛因子
为了提升收敛,此属性用于在迭代过程中亚松弛求解的变化。如果残差显示求解发散或不减小,则减小亚松弛因子。

电镀层模型场函数

累积单位表面电荷
当电镀层属性起始标准设为累积单位表面电荷时,当前时间步内起始标准中使用的单位电流的时间积分将显示在表面上。
边界比电流
j min ⁡ in Eqn. (4255) 中的第一项。有关更多信息,请参见电动势模型参考。
涂料库仑效率
c p a i n t in Eqn. (4255) 中的第一项。
涂料密度
ρ p a i n t in Eqn. (4255) 中的第一项。
涂料电阻面积
R p a i n t in Eqn. (4251) 中的第一项。
涂料电阻率
r p a i n t in Eqn. (4251) 中的第一项。
涂料层厚度
h (位于 Eqn. (4255) 中)。
涂料层厚度增长率
d h d t (位于 Eqn. (4255) 中)。
时间积分单位电流密度平方
当电镀层属性起始标准设为最小单位电流平方时间积分时,当前时间步内在起始标准中使用的单位电流平方的时间积分将显示在表面上。

电镀层模型:模型控制

为以下子节点指定的任何分布都是针对整个连续体设置的,除非已为各个边界设置自定义值。
  • 通过涂料层节点,可独立于为液体设置的材料属性,专门为涂料层设置材料属性。在 Eqn. (4255) 和 Eqn. (4256) 中均为库仑效率 c p a i n t 和密度 ρ p a i n t 设置常数值。
    可为涂料层电阻率进一步设置材料属性,Eqn. (4251) 中的 r paint 。显示的特定节点取决于为“涂料层电阻指定选项”指定的设置:
    • 如果选择了“微分方程”,则可以为 Eqn. (4251) 中的电阻率设置分布。
    • 如果选择了“电阻率”,则可以为 Eqn. (4252) 中的总电阻率设置分布。
    • 如果选择了“电阻”,则可以为 Eqn. (4253) 中的电阻设置分布。
  • 可通过最小累积单位表面电荷节点,为连续体指定单位电流的时间积分的阈值。大于此阈值时,涂料层将开始增长。当电镀层属性“起始标准”设为“累积单位表面电荷”时可用。
  • 可通过最小单位电流平方时间积分节点,为连续体的边界单位电流平方的时间积分指定阈值。大于此阈值时,涂料层将开始增长。当电镀层属性“起始标准”设为“时间积分单位电流平方”时可用。
  • 可通过电阻偏移节点,为 Eqn. (4251) 中的 指定标量分布。 g 当电镀层属性“涂料层总电阻指定”设为“微分方程”时可用。
  • 通过最小比电流节点,可为 Eqn. (4255) 中的 j min ⁡ 指定标量分布。