? ? ? ?工程仿真成功的關鍵往往取決于是否能夠開發(fā)出通過實驗驗證的模型，以取代傳統(tǒng)單純依靠實驗和原型的方式，同時能夠從更深層面上理解產品的設計和流程，為之后的設計改進積累，打下基礎。與實驗或原型測試相比，建模仿真可以幫助開發(fā)人員更快、更有效、更精確地優(yōu)化產品和過程。

本次課程目標：

1、專題一課程主要講解燃料電池仿真應用，以燃料電池仿真、多孔電極模型、塵氣輸運模型、紐扣電池模型、連接體模型、直接碳燃料電池模型（傳質-導電-電化學-熱多場耦合）以及應力分析為例，帶大家掌握COMSOL仿真從簡到真的燃料電池建模方法。

2、專題二以鋰離子電池仿真應用，帶大家一步步實操學習鋰離子電池 P2D 模型、鋰離子電池-熱耦合模型、鋰離子電池衰退模型及仿真，動力電池風冷、液冷模型構建等。

? ? ? ?該課程面向各省市、自治區(qū)從事電力工業(yè)、材料科學、無機化工、汽車工業(yè)、自動化技術及能源等事業(yè)單位技術骨干、科研院所、高校相關專業(yè)的在校碩士、博士研究生以及廣大愛好者。具體大綱如下：

專題課程一：“COMSOL多物理場耦合仿真技術與應用-燃料電池”大綱

COMSOL仿真基礎1、COMSOL軟件基本操作
? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?1.1 創(chuàng)建模型一般步驟
? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?1.2 幾何創(chuàng)建方法
? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?1.3 網格劃分技巧
? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?1.4 方程及邊界設置
? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 2、后處理
? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?2.1 數(shù)據(jù)集創(chuàng)建
? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?2.2 衍生量的計算
? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?2.3 結果圖的繪制

實例操作：肋片散熱模型COMSOL燃料電池仿真

? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?? ?3、燃料電池仿真

? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?3.1 燃料電池開路電壓計算
? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?3.2 燃料電池三種極化損失

? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 4、多孔電極有效擴散系數(shù)構建
? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?4.1 多孔電極構建方法
? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?4.2 曲率與孔隙率關系
? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?4.3 塵氣模型實現(xiàn)方法

實例操作：多孔電極模型、塵氣輸運模型
? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?5、從簡到真的建模方法
? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 5.1 只考慮氣體輸運
? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 5.2 添加導電過程
? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 5.3 添加電化學過程
? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 5.4 添加退化過程
實例操作：紐扣電池模型
? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 6、連接體研究分析
? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?6.1 燃料電池活化設置方法
? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?6.2 傳質-導電-電化學多場耦合方法
? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?6.3 接觸電阻、氧死區(qū)處理方法
? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?6.4 連接體優(yōu)化與設計
實例操作：連接體優(yōu)化模型、新型連接體模型

? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?7、直接碳燃料電池性能研究
? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 7.1 Boudouard反應設置
? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 7.2 熱源設置方法
? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 7.3 傳質-導電-電化學-熱多場耦合方法

? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 7.4 性能分析?

實例操作：直接碳燃料電池模型

? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?8、應力分析

? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 8.1 力學邊界設置
? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 8.2 損傷幾率求解
? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 8.3 殘余應力分析?

? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 8.4 熱應力分析
實例操作：微管應力模型

? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 9、COMSOL鋰電池仿真分析
? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?9.1 鋰電池活化極化方法
? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?9.2 電化學-熱耦合方法
實例操作：鋰電池熱管理模型

專題課程二：“COMSOL多物理場耦合仿真技術與應用-鋰離子電池”大綱

第 一 天

1. COMSOL 仿真基礎

? 1.1 數(shù)值仿真基本要素及其在 ? COMSOL 中的對應

? ??1.1.1 模型參數(shù)與變量

? ? 1.1.2 物理場添加及電解條件設置

? ? 1.1.3 模型構建與網格劃分

? ? 1.1.4 求解器類型與設置

? ? 1.1.5 后處理及數(shù)據(jù)分析

? 1.2 COMSOL 中鋰離子電池接口????

? ??1.2.1 電池基本物理過程及控制方程

? ? 1.2.2 常用電池邊界條件及初始條件

? ? 1.2.3 常用電池電極材料參數(shù)設置

2. 鋰離子電池 P2D 模型

? 2.1 P2D 模型的理解與分析

? 2.2 COMSOL 中電池 P2D 模型構建

? ? 2.2.1 模型參數(shù)輸入

? ? 2.2.2 模型構建及模型材料設置

? ? 2.2.3 電池物理方程及參數(shù)設置

? ? 2.2.4 網格劃分與求解器設置

? 2.3 電池典型充放電過程仿真及后處理技巧

第 二 天

3. 鋰離子電池電化學-熱耦合模型

? 3.1 P2D 電化學模型與電池熱模型耦合

? 3.2 鋰離子電池集總參數(shù)模型及其與電池熱模型耦合 ?

? 3.3 兩種電池電化學-熱耦合模型的區(qū)別及應用場景

? 3.4 圓柱形或方形鋰離子電池建模及仿真演示 ? (二選一)

鋰離子電池衰退模型及仿真

? 4.1 COMSOL 中電池充放電循環(huán)仿真

? ? 4.1.1 電池充放電循環(huán)邊界條件設置

? ? 4.1.2 電池加速衰退設置

? ? 4.1.3 電池充放電循環(huán)仿真后處理技巧

? 4.2 鋰離子電池常見衰退現(xiàn)象及其數(shù)學描述

? ? 4.2.1 負極 SEI 膜增厚過程仿真

? ? 4.2.2 活性鋰損失計算

? 4.3 鋰離子電池衰退模型構建及仿真演示

第 三 天

5. 動力電池熱管理技術及數(shù)值仿真

? 5.1 熱管理技術簡述

? 5.2 動力電池風冷及模型構建

? ? 5.2.1 空氣流動過程仿真及常用物理接口介紹

? ? 5.2.2 鋰離子電池-空氣流動耦合模型構建

? ? 5.2.3 典型工況電池空冷模型構建及仿真

? 5.3 動力電池液冷及模型構建

? ? 5.3.1 液氣流動過程仿真及常用物理接口介紹 ?

? ? 5.3.2 鋰離子電池-冷卻液流動耦合模型構建

? ? 5.3.3 典型工況電池液冷模型構建及仿真演示

專題一：COMSOL燃料電池仿真技術與應用

2023年3月18日——3月20日 線上直播（授課三天）

專題二：COMSOL鋰離子電池仿真技術與應用

2023年3月24日——3月26日 線上直播（授課三天）

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