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锂离子电池数值方法的比较分析...
电化学模型可以洞悉电池的内部状态，成为电池设计和管理的有力工具。这些模型由数值求解的偏微分方程 (PDE) 组成。在本文中，我们比较了两种常用于数值求解锂离子电池控制 PDE 的空间离散化方法，即有限差分法 (FDM) 和有限体积法 (FVM)，它们的模型精度和质量守恒保证。首先，我们提供对 FDM 和 FVM 进行空间离散化的数学细节，以求解电池单粒子模型 (SPM)。从实验数据中识别 SPM 参数，并进行灵敏度分析以研究不同电流输入配置文件下的参数识别能力，然后对两种数值方案进行模型精度和质量守恒分析。利用三阶 Hermite 外推方法，本文提出了一种增强型 FVM 方案，以提高依赖线性外推的标准 FVM 的模型精度。本文表明，采用 Hermite 外推的 FVM 方案可建立精确且稳健的控制型电池模型，同时保证质量守恒和高精度。© 2023 电化学学会（“ECS”）。由 IOP Publishing Limited 代表 ECS 出版。[DOI：10.1149/1945-7111/ ad1293]
通过移动符号距离函数实现定向能量沉积过程的热多相流模型
热多相流分析已被证明是金属增材制造 (AM) 建模中不可或缺的工具，但准确高效地模拟金属 AM 工艺仍然具有挑战性。本文提出了一种灵活有效的定向能量沉积 (DED) 工艺热多相流模型。与文献中数据拟合或假定的沉积形状不同，我们首先基于具有质量守恒约束的能量最小化问题推导出沉积几何模型。然后，构建一种基于随激光移动的有符号距离函数的界面捕获方法来表示空气-金属界面的演变。该方法可以应用于任何类型的网格，而无需激活网格中的实体元素。耦合的多相 Navier-Stokes 和能量守恒方程通过变分多尺度公式 (VMS) 求解。采用密度缩放的连续表面力 (CSF) 模型来结合 Marangoni 效应、无穿透边界条件和空气-金属界面上的热源。我们利用所提出的方法模拟两个代表性的金属制造问题。将模拟结果与可用的实验测量结果和其他人的计算结果进行了仔细的比较。结果证明了所提出的方法对于金属 AM 问题的准确性和建模能力。c ⃝ 2020 Elsevier BV 保留所有权利。