 |
الکترولایزر غشایی الکترولیت پلیمری
معرفی
در سلول الکترولیزر غشایی الکترولیت پلیمری (PEMEC)، دو محفظه الکترود توسط یک غشای پلیمری که توسط الکترودهای انتشار گاز متخلخل پوشانده شده است، از هم جدا می شوند. آب مایع به سمت آند تغذیه می شود و گاز اکسیژن در سمت آند و گاز هیدروژن در سمت کاتد تشکیل می شود.
طرح های مربوطه از الگوهای میدان جریان به منظور به دست آوردن توزیع یکنواخت جریان، همراه با افت فشار کم، در طول عملیات مهم هستند.
در این مثال، مدل مخلوط برای مدلسازی دینامیک سیال دو فازی در سمت آند PEMEC استفاده می‌شود.
هندسه مدل و شرایط عملیاتی از Ref. 1 ، با گرانش اضافه شده و شرایط مماسی صفر (بدون لغزش) برای تمام دیوارهای کانال. نتایج تک فازی برای سرعت جریان 60 میلی‌لیتر در دقیقه در مقابل Ref تأیید شد. 2 .
تعریف مدل
شکل 1 هندسه مدل را نشان می دهد. از ورودی دایره ای (واقع در مرز بالای سیلندر)، آب مایع به یک منیفولد هدایت می شود که به نوبه خود جریان را در 23 کانال توزیع می کند. گاز اکسیژن در الکترود آند که در زیر 23 کانال قرار دارد تولید می شود. مخلوط دو فازی گاز اکسیژن/آب مایع از طریق منیفولد خروجی از سلول خارج می شود.
شکل 1: هندسه میدان جریان آند.
مدل با استفاده از مدل مخلوط، رابط جریان آرام، با آب مایع که فاز پیوسته را تعریف می کند و گاز اکسیژن فاز پراکنده را حباب می کند، تنظیم می شود. شرایط تراکم ناپذیر و همدما فرض می شود.
دبی ورودی آب مایع 260 میلی لیتر در دقیقه است. این با استفاده از یک شرط مرزی ورودی تعریف می شود.
در مرزهای سطح / کانال الکترود، آب مایع مصرف می شود و گاز اکسیژن بر اساس
پروتون ها از طریق غشای پلیمری، دو محفظه الکترود را به سمت کاتد سلول الکترولایزر تقسیم می کنند. علاوه بر گاز اکسیژن تولید شده، به دلیل انتقال پروتون در مرزهای سطح / کانال الکترود، خروج جرم خالص وجود دارد.
تولید ترکیبی گاز اکسیژن / خروج جرم کل با استفاده از یک گره شرط مرزی ورودی، با فرض تولید کل اکسیژن 5 میلی گرم بر ثانیه تعریف می شود.
یک شرط فشار در مرزهای خروجی استفاده می شود. شرایط دیوار بدون لغزش برای تمام مرزهای دیگر تنظیم شده است.
در نهایت، اثرات شناوری ناشی از گرانش در مدل با استفاده از گره گرانشی، با بردار گرانشی که در جهت z رو به پایین است، گنجانده شده است .
مدل در دو مرحله حل می شود. ابتدا جریان ثابت تک فاز (آب مایع خالص، بدون تولید اکسیژن) با استفاده از یک حل کننده ثابت محاسبه می شود. سپس این راه حل به عنوان شرایط اولیه برای یک شبیه سازی وابسته به زمان 10 ثانیه استفاده می شود، که در آن تولید اکسیژن از 0 در ثانیه اول به تولید کامل افزایش می یابد.
نتایج و بحث
شکل 2 نمودار برشی از بزرگی سرعت میانگین جرم را نشان می دهد.
شکل 2: نمودار بزرگی سرعت را در t = 10 ثانیه برش دهید.
بیشترین سرعت در کانال های منیفولد ورودی/خروجی یافت می شود. یک روش خوب هنگام فرض جریان آرام، بررسی عدد رینولدز نتایج محاسبه شده است.
عدد Reynolds Re به صورت تعریف شده است
که ρ چگالی، u سرعت، μ ویسکوزیته دینامیکی و D طول مشخصه است.
با توجه به اینکه عرض کانال ها، 2 میلی متر، بزرگتر از ارتفاع، 0.889 میلی متر است، ارتفاع دو برابر شده (تقریبی معتبر برای یک مجرای عریض) را به عنوان طول مشخصه D انتخاب می کنیم . در ورودی، جایی که آب خالص داریم و ویسکوزیته چگالی تا دینامیکی بالاترین است، حداکثر سرعت حدود 1.3 متر بر ثانیه است.
عدد رینولدز برای کانال های منیفولد ورودی می شود (همه مقادیر پارامتر با استفاده از واحدهای SI مربوطه)
یک محاسبه مشابه برای خروجی مقادیر کمتری را ارائه می دهد. اعداد رینولدز در محدوده 2300 و کمتر نشان می دهد که نباید برای هندسه و نرخ جریان داده شده تلاطم در نظر گرفته شود.
شکل 3 کسر حجمی گاز ناشی از اکسیژن تکامل یافته در سلول در 10 ثانیه را نشان می دهد.
شکل 3: کسر حجمی گاز در سلول در t = 10 s.
کسر حجمی گاز در انتهای کانال های جریان الکترود واقع در وسط میدان جریان به 100٪ نزدیک می شود.
شکل 4 و شکل 5 افت فشار در میدان جریان آند را به ترتیب در t = 0 و t = 10 ثانیه نشان می دهد. افت فشار در کل میدان جریان در نتیجه تکامل گاز اکسیژن اندکی افزایش می یابد.
شکل 4: افت فشار در سلول در t = 0 s.
شکل 5: افت فشار در سلول در t = 10 s.
در نهایت، شکل 6 بزرگی سرعت را در نیمی از طول ( جهت y ) و نیمی در ارتفاع ( z) نشان می دهد. جهت) کانال های الکترود در زمان های مختلف. این نمودار مهم است زیرا نشان دهنده یکنواختی توزیع جریان در کانال های جداگانه است. همانطور که مشاهده می شود، توزیع جریان به خصوص برای آب خالص یکنواخت نیست (t=0 s)، اما با شروع تولید گاز به طور قابل توجهی یکنواخت تر می شود (t=1 و 2s). در t = 10s توزیع به یک نیمرخ یکنواخت‌تر بازگشته است، اما هنوز یکنواخت‌تر از آب خالص است. همچنین مشاهده می شود که توزیع میدان جریان به طور قابل توجهی بین 2 ثانیه و 10 ثانیه تغییر نمی کند. این نشان می دهد که توزیع جریان ثابت نسبتاً زود پس از تولید کامل اکسیژن در 1 ثانیه ایجاد می شود.
شکل 6: سرعت های مجزای کانال در زمان های مختلف.
نکاتی درباره پیاده سازی COMSOL
شار اکسیژن موضعی با یک تابع گام هموار ضرب می شود، زمانی که کسر حجمی اکسیژن به عدد 1 نزدیک می شود از 1 به 0 می رسد. هموارسازی همگرایی را بهبود می بخشد.
منابع
1. J. Nie و Y. Chen، “مدل سازی عددی جریان گاز-مایع دو فازی سه بعدی در صفحه میدان یک سلول الکترولیز PEM”، Int. جی هیدروگ. انرژی ، جلد. 35، صفحات 3183-3197، 2010.
2. J. Nie، Y. Chen، S. Cohen، B. Carter و R. Boehm، “مطالعه عددی و تجربی جریان سیال سه بعدی در صفحه دوقطبی یک سلول الکترولیز PEM”، Int . J. Therm. علمی ، جلد 48، صفحات 1914-1922، 2009.
مسیر کتابخانه برنامه: Fuel_Cell_and_Electrolyzer_Module/Electrolyzers/ pem_electrolyzer
دستورالعمل های مدل سازی
از منوی File ، New را انتخاب کنید .
جدید
در پنجره جدید ، روی 
Model Wizard کلیک کنید .
Model Wizard کلیک کنید .مدل جادوگر
1 | در پنجره Model Wizard ، روی  3D کلیک کنید . |
2 | در درخت Select Physics ، Fluid Flow>Multiphase Flow>Mixture Model>Mixture Model, Laminar Flow (mm) را انتخاب کنید . |
3 | روی افزودن کلیک کنید . |
4 |  روی مطالعه کلیک کنید . |
5 | در درخت انتخاب مطالعه ، General Studies>Time Dependent را انتخاب کنید . |
6 |  روی Done کلیک کنید . |
هندسه 1
هندسه مدل به عنوان یک دنباله هندسی پارامتری در یک فایل MPH جداگانه در دسترس است. اگر می‌خواهید آن را از ابتدا بسازید، دستورالعمل‌های بخش پیوست — دستورالعمل‌های مدلسازی هندسه را دنبال کنید . در غیر این صورت با مراحل زیر آن را از فایل بارگیری کنید.
1 | در نوار ابزار Geometry ، روی  Insert Sequence کلیک کنید . |
2 | به پوشه Application Libraries مدل بروید و روی فایل pem_electrolyzer_geom_sequence.mph دوبار کلیک کنید . |
3 | در نوار ابزار Geometry ، روی  ساختن همه کلیک کنید . |
تعاریف جهانی
هنگام تنظیم مدل، از پارامترسازی برای کاهش تعداد کانال ها و طول کانال استفاده کنید. شروع یک پروژه مدلسازی با اندازه هندسی (یا بعد) کاهش یافته اغلب تمرین خوبی است. این باعث صرفه جویی در زمان و منابع محاسباتی هنگام عیب یابی می شود.
پارامترهای 1
1 | در پنجره Model Builder ، در قسمت Global Definitions روی Parameters 1 کلیک کنید . |
2 | در پنجره تنظیمات برای پارامترها ، بخش پارامترها را پیدا کنید . |
3 | در جدول تنظیمات زیر را وارد کنید: |
نام | اصطلاح | ارزش | شرح |
N_ch | 3 | 3 | تعداد کانال های الکترود |
L_ch | 118*h_a/5 | 0.02098 متر | طول کانال الکترود |
هندسه 1
1 | در نوار ابزار Geometry ، روی  ساختن همه کلیک کنید . |
2 |  روی دکمه Zoom Extents در نوار ابزار Graphics کلیک کنید . |
تعاریف جهانی
برخی پارامترها و متغیرهای فیزیکی بیشتری را از فایل های متنی بارگیری کنید. توجه داشته باشید که پارامترها و متغیرهای تعریف کننده جریان اکسیژن و آب با پارامترهای هندسی مقیاس بندی می شوند.
پارامترهای 1
1 | در پنجره Model Builder ، در قسمت Global Definitions روی Parameters 1 کلیک کنید . |
2 | در پنجره تنظیمات برای پارامترها ، بخش پارامترها را پیدا کنید . |
3 |  روی Load from File کلیک کنید . |
4 | به پوشه Application Libraries مدل بروید و روی فایل pem_electrolyzer_parameters.txt دوبار کلیک کنید . |
تعاریف
متغیرهای 1
1 | در پنجره Model Builder ، در قسمت Component 1 (comp1) روی Definitions کلیک راست کرده و Variables را انتخاب کنید . |
2 | در پنجره تنظیمات برای متغیرها ، بخش متغیرها را پیدا کنید . |
3 |  روی Load from File کلیک کنید . |
4 | به پوشه Application Libraries مدل بروید و روی فایل pem_electrolyzer_variables.txt دوبار کلیک کنید . |
متغیرها از یک استپ و یک تابع رمپ استفاده می کنند. اینها هنوز تعریف نشده اند، از این رو برخی از عبارات متغیر بارگذاری شده با رنگ نارنجی مشخص شده اند. توابع از دست رفته را به صورت زیر تعریف کنید:
مرحله 1 (مرحله 1)
1 | در نوار ابزار Home ، روی  Functions کلیک کنید و Local>Step را انتخاب کنید . |
2 | در پنجره تنظیمات برای مرحله ، قسمت پارامترها را پیدا کنید . |
3 | در قسمت متن مکان ، 0.95 را تایپ کنید . |
4 | در قسمت متن از ، 1 را تایپ کنید . |
5 | در قسمت متن، 0 را تایپ کنید . |
6 | برای گسترش بخش Smoothing کلیک کنید . در قسمت متنی Size of transition zone ، 0.1 را تایپ کنید . |
7 |  روی Plot کلیک کنید . |
تابع گام برای تنظیم شار اکسیژن به صورت محلی در زمانی که کسر حجمی گاز به عدد 1 نزدیک می‌شود، به صفر می‌رسد. هموارسازی برای جلوگیری از پرش‌های مجزا در شار مهم است. ما بعداً هنگام حل مدل کامل، هموارسازی را کاهش خواهیم داد.
رمپ 1 (rm1)
1 | در نوار ابزار Home ، روی  Functions کلیک کنید و Local>Ramp را انتخاب کنید . |
2 | در پنجره تنظیمات برای Ramp ، بخش Parameters را پیدا کنید . |
3 | چک باکس Cutoff را انتخاب کنید . |
4 |  روی Plot کلیک کنید . |
تابع رمپ برای بالا بردن شار اکسیژن از صفر هنگام شروع حلگر وابسته به زمان استفاده می شود. این امر زمان محاسبات را کوتاه می کند.
تعاریف
در پنجره Model Builder ، گره Component 1 (comp1)>Definitions را جمع کنید .
مواد را اضافه کنید
1 | در نوار ابزار Home ، روی  Add Material کلیک کنید تا پنجره Add Material باز شود . |
آب مایع و گاز اکسیژن را از Material Library اضافه کنید. توجه داشته باشید که ترتیب مهم است – ابتدا آب اضافه کنید.
2 | به پنجره Add Material بروید . |
3 | در درخت، Built-in>Water, liquid را انتخاب کنید . |
4 | کلیک راست کرده و Add to Component 1 (comp1) را انتخاب کنید . |
5 | در درخت، Liquids and Gases>Gases>Oxygen را انتخاب کنید . |
6 | کلیک راست کرده و Add to Component 1 (comp1) را انتخاب کنید . |
7 | در نوار ابزار Home ، روی  Add Material کلیک کنید تا پنجره Add Material بسته شود . |
گره اکسیژن در زیر Materials اکنون باید یک علامت هشدار کوچک در درخت Model Builder داشته باشد. این به این دلیل است که انتخاب این گره صفر است. در این مرحله انتظار می رود.
از آنجایی که گره آب ابتدا اضافه شد، به طور پیش فرض به همه دامنه ها اختصاص داده شد.
مدل مخلوط، جریان آرام (میلی متر)
1 | در پنجره تنظیمات برای Mixture Model، Laminar Flow ، بخش Physical Model را پیدا کنید . |
2 | از لیست فاز پراکنده ، قطرات/حباب‌های مایع را انتخاب کنید . |
3 | از لیست مدل Slip ، Schiller-Naumann را انتخاب کنید . |
در این مدل آب فاز پیوسته و اکسیژن فاز پراکنده است.
خواص مخلوط 1
1 | در پنجره Model Builder ، در قسمت Component 1 (comp1)>Mixture Model, Laminar Flow (mm) روی Mixture Properties 1 کلیک کنید . |
2 | در پنجره تنظیمات برای ویژگی های مخلوط ، قسمت مواد را پیدا کنید . |
3 | از لیست فاز پیوسته ، آب، مایع (mat1) را انتخاب کنید . |
4 | از لیست فاز پراکنده ، اکسیژن (mat2) را انتخاب کنید . |
5 | قسمت Dispersed Phase Properties را پیدا کنید . از لیست ρ d ، User defined را انتخاب کنید . در قسمت متن مرتبط، rhoO2 را تایپ کنید . |
6 | در قسمت متن d d ، D_bubbles را تایپ کنید . |
7 | بخش Mixture Model را پیدا کنید . از لیست مدل ویسکوزیته مخلوط ، میانگین حجم را انتخاب کنید . |
ورودی – آب مایع
1 | در نوار ابزار Physics ، روی  Boundaries کلیک کنید و Inlet را انتخاب کنید . |
2 | در پنجره تنظیمات برای ورودی ، ورودی – آب مایع را در قسمت نوشتار برچسب تایپ کنید . |
3 | قسمت انتخاب مرز را پیدا کنید . از لیست انتخاب ، ورودی را انتخاب کنید . |
4 | قسمت Velocity را پیدا کنید . در قسمت نوشتاری J 0 ، Flow_rate/(pi*R_in^2) را تایپ کنید . |
ورودی – تکامل اکسیژن سطح الکترود
1 | در نوار ابزار Physics ، روی  Boundaries کلیک کنید و Inlet را انتخاب کنید . |
2 | در پنجره تنظیمات ورودی ، Inlet – Electrode Surface Oxygen Evolution را در قسمت نوشتار Label تایپ کنید . |
3 | قسمت انتخاب مرز را پیدا کنید . از لیست انتخاب ، Electrode Surface را انتخاب کنید . |
4 | قسمت Velocity را پیدا کنید . در قسمت نوشتاری J 0 ، mix_flow را تایپ کنید . |
5 | قسمت Dispersed Phase Boundary Condition را پیدا کنید . از لیست شرایط مرزی فاز پراکنده ، شار فاز پراکنده را انتخاب کنید . |
6 | در قسمت متنی N φ d ، disp_flow را تایپ کنید . |
خروجی 1
1 | در نوار ابزار Physics ، روی  Boundaries کلیک کنید و Outlet را انتخاب کنید . |
2 | در پنجره تنظیمات برای Outlet ، قسمت انتخاب مرز را پیدا کنید . |
3 | از لیست انتخاب ، Outlet را انتخاب کنید . |
جاذبه 1
1 | در نوار ابزار Physics ، روی  Domains کلیک کنید و Gravity را انتخاب کنید . |
جهت گیری سلول به گونه ای است که جهت z به سمت بالا باشد.
2 | در پنجره تنظیمات برای Gravity ، بخش انتخاب دامنه را پیدا کنید . |
3 | از لیست انتخاب ، همه دامنه ها را انتخاب کنید . |
4 | بخش Gravity را پیدا کنید . بردار g را به عنوان مشخص کنید |
0 | ایکس |
0 | y |
-g_const | z |
مش 1
مش بندی دستی برای هندسه ای با این پیچیدگی لازم است. از یک مش جاروب شده در امتداد کانال های الکترود و شبکه چهار وجهی آزاد برای دامنه های باقی مانده استفاده کنید.
1 | در پنجره Model Builder ، در قسمت Component 1 (comp1) روی Mesh 1 کلیک کنید . |
2 | در پنجره تنظیمات مش ، بخش Sequence Type را پیدا کنید . |
3 | از لیست، مش با کنترل فیزیک را انتخاب کنید . |
جارو 1
در نوار ابزار Mesh ، روی Swept کلیک کنید .
Swept کلیک کنید .اندازه
1 | در پنجره Model Builder ، روی Size کلیک کنید . |
2 | در پنجره تنظیمات برای اندازه ، قسمت اندازه عنصر را پیدا کنید . |
3 | از لیست Predefined ، Finer را انتخاب کنید . |
جارو 1
1 | در پنجره Model Builder ، روی Swept 1 کلیک کنید . |
2 | در پنجره تنظیمات برای Swept ، بخش انتخاب دامنه را پیدا کنید . |
3 | از لیست سطح نهاد هندسی ، دامنه را انتخاب کنید . |
4 | از لیست انتخاب ، کانال های بالای سطح الکترود را انتخاب کنید . |
5 | کلیک کنید تا بخش Source Faces گسترش یابد . از لیست انتخاب ، ورودی به کانال های الکترود را انتخاب کنید . |
6 | کلیک کنید تا قسمت Destination Faces گسترش یابد . از لیست انتخاب ، خروجی ها از کانال های الکترود را انتخاب کنید . |
توزیع 1
1 | روی Swept 1 کلیک راست کرده و Distribution را انتخاب کنید . |
2 | در پنجره تنظیمات برای توزیع ، بخش انتخاب دامنه را پیدا کنید . |
3 | از لیست انتخاب ، کانال های بالای سطح الکترود را انتخاب کنید . |
4 | بخش توزیع را پیدا کنید . در قسمت متنی Number of element ، floor(L_ch/(0.5*w_ch)) را تایپ کنید . |
سایز 1
1 | روی Swept 1 کلیک راست کرده و Size را انتخاب کنید . |
2 | در پنجره تنظیمات برای اندازه ، قسمت اندازه عنصر را پیدا کنید . |
3 | روی دکمه Custom کلیک کنید . |
4 | قسمت انتخاب موجودیت هندسی را پیدا کنید . از لیست سطح نهاد هندسی ، Boundary را انتخاب کنید . |
5 | از لیست انتخاب ، ورودی به کانال های الکترود را انتخاب کنید . |
6 | قسمت پارامترهای اندازه عنصر را پیدا کنید . |
7 | کادر انتخاب حداکثر اندازه عنصر را انتخاب کنید . در قسمت متن مرتبط، h_a/4 را تایپ کنید . |
8 |  روی Build Selected کلیک کنید . |
چهار وجهی رایگان 1
1 | در نوار ابزار Mesh ، روی  Free Tetrahedral کلیک کنید . |
2 | در پنجره تنظیمات برای Free Tetrahedral ، بخش انتخاب دامنه را پیدا کنید . |
3 | از لیست سطح نهاد هندسی ، دامنه را انتخاب کنید . |
4 | از لیست انتخاب ، Manifolds را انتخاب کنید . |
5 | برای گسترش بخش Scale Geometry کلیک کنید . در قسمت متنی با مقیاس جهت z ، 2 را تایپ کنید . |
سایز 1
1 | روی Free Tetrahedral 1 کلیک راست کرده و Size را انتخاب کنید . |
2 | در پنجره تنظیمات برای اندازه ، قسمت اندازه عنصر را پیدا کنید . |
3 | روی دکمه Custom کلیک کنید . |
4 | قسمت پارامترهای اندازه عنصر را پیدا کنید . |
5 | کادر انتخاب حداکثر اندازه عنصر را انتخاب کنید . در قسمت متن مرتبط، w_ch/4 را تایپ کنید . |
6 |  روی Build Selected کلیک کنید . |
Tetrahedral رایگان 2
1 | در نوار ابزار Mesh ، روی  Free Tetrahedral کلیک کنید . |
2 | در پنجره تنظیمات برای چهار وجهی رایگان ، بخش هندسه مقیاس را پیدا کنید . |
3 | در قسمت متنی با مقیاس جهت z ، 2 را تایپ کنید . |
سایز 1
1 | روی Free Tetrahedral 2 کلیک راست کرده و Size را انتخاب کنید . |
2 | در پنجره تنظیمات برای اندازه ، قسمت اندازه عنصر را پیدا کنید . |
3 | روی دکمه Custom کلیک کنید . |
4 | قسمت پارامترهای اندازه عنصر را پیدا کنید . |
5 | کادر انتخاب حداکثر اندازه عنصر را انتخاب کنید . در قسمت متن مرتبط، h_a را تایپ کنید . |
6 |  روی Build Selected کلیک کنید . |
لایه های مرزی 1
شبکه بندی لایه مرزی را اضافه کنید تا گرادیان های سرعت تند در نواحی ورودی و خروجی را به کانال های الکترود و در امتداد دیوارها حل کنید.
1 | در نوار ابزار Mesh ، روی  Boundary Layers کلیک کنید . |
2 | در پنجره تنظیمات برای لایه های مرزی ، قسمت انتخاب موجودیت هندسی را پیدا کنید . |
3 | از لیست سطح نهاد هندسی ، دامنه را انتخاب کنید . |
4 | از لیست انتخاب ، کانال های بالای سطح الکترود را انتخاب کنید . |
ویژگی های لایه مرزی
1 | در پنجره Model Builder ، روی Boundary Layer Properties کلیک کنید . |
2 | در پنجره تنظیمات برای ویژگی های لایه مرزی ، قسمت انتخاب مرز را پیدا کنید . |
3 | از لیست انتخاب ، ورودی ها و خروجی ها به کانال های الکترود را انتخاب کنید . |
4 | قسمت لایه ها را پیدا کنید . در قسمت متنی Number of layers عدد 4 را تایپ کنید . |
5 | از لیست مشخصات ضخامت ، اولین لایه را انتخاب کنید . |
6 | در قسمت متن Thickness ، w_ch/15 را تایپ کنید . |
7 |  روی Build Selected کلیک کنید . |
مطالعه 1
مشکل اکنون برای حل آماده است. یک مرحله مطالعه ثابت اضافه کنید تا ابتدا میدان های سرعت و فشار را برای آب مایع خالص حل کنید. سپس این راه حل به عنوان مقادیر اولیه برای شبیه سازی وابسته به زمان استفاده می شود.
ثابت
1 | در نوار ابزار مطالعه ، روی  Study Steps کلیک کنید و Stationary>Stationary را انتخاب کنید . |
2 | روی Study 1>Step 2: Stationary کلیک راست کرده و Move Up را انتخاب کنید . |
مرحله 2: وابسته به زمان
1 | در پنجره Model Builder ، روی Step 2: Time Dependent کلیک کنید . |
2 | در پنجره تنظیمات مربوط به زمان وابسته ، قسمت تنظیمات مطالعه را پیدا کنید . |
3 | در قسمت متنی زمان خروجی ، 0 1 2 10 را تایپ کنید . |
راه حل 1 (sol1)
1 | در نوار ابزار مطالعه ، روی  Show Default Solver کلیک کنید . |
2 | در پنجره Model Builder ، گره Solution 1 (sol1) را گسترش دهید ، سپس روی Dependent Variables 1 کلیک کنید . |
3 | در پنجره تنظیمات برای متغیرهای وابسته ، بخش عمومی را بیابید . |
4 | از لیست مرحله تعریف شده توسط مطالعه ، User defined را انتخاب کنید . |
5 | در پنجره Model Builder ، گره Study 1>Solver Configurations>Solution 1 (sol1)> Dependent Variables 1 را گسترش دهید ، سپس بر روی Volume fraction, dispersed stage (comp1.phid) کلیک کنید . |
6 | در پنجره تنظیمات فیلد ، بخش عمومی را بیابید . |
7 | تیک حل برای این فیلد را پاک کنید . |
8 | در پنجره Model Builder ، در قسمت Study 1>Solver Configurations>Solution 1 (sol1)> Dependent Variables 1 روی سرعت لغزش مربع (comp1.slipvel) کلیک کنید . |
9 | در پنجره تنظیمات فیلد ، بخش عمومی را بیابید . |
10 | تیک حل برای این فیلد را پاک کنید . |
با تنظیم مقیاس برای سرعت، فشار و کسر حجمی فاز پراکنده، می توان زمان محاسبه را کاهش داد.
11 | در پنجره Model Builder ، گره Study 1>Solver Configurations>Solution 1 (sol1)> Dependent Variables 2 را گسترش دهید ، سپس روی فیلد Velocity , mix (comp1.j) کلیک کنید . |
12 | در پنجره تنظیمات برای فیلد ، بخش Scaling را پیدا کنید . |
13 | از لیست روش ، مقدار اولیه مبتنی بر را انتخاب کنید . |
14 | در پنجره Model Builder ، در قسمت Study 1>Solver Configurations>Solution 1 (sol1)>Dependent Variables 2 روی Pressure (comp1.p) کلیک کنید . |
15 | در پنجره تنظیمات برای فیلد ، بخش Scaling را پیدا کنید . |
16 | از لیست روش ، مقدار اولیه مبتنی بر را انتخاب کنید . |
17 | در پنجره Model Builder ، در قسمت Study 1>Solver Configurations>Solution 1 (sol1)> Dependent Variables 2 بر روی Volume fraction, dispersed stage (comp1.phid) کلیک کنید . |
18 | در پنجره تنظیمات برای فیلد ، بخش Scaling را پیدا کنید . |
19 | از لیست روش ، دستی را انتخاب کنید . |
20 | در پنجره Model Builder ، روی Study 1 کلیک کنید . |
21 | در پنجره تنظیمات برای مطالعه ، قسمت تنظیمات مطالعه را پیدا کنید . |
22 | تیک Generate defaults defaults را پاک کنید . |
23 | در نوار ابزار مطالعه ،  روی محاسبه کلیک کنید . |
حل مدل باید حدود نیم ساعت طول بکشد.
نتایج
نمودارهایی را برای فشار، سرعت و کسر حجمی گاز به صورت زیر ایجاد کنید:
فشار
1 | در نوار ابزار صفحه اصلی ، روی  Add Plot Group کلیک کنید و 3D Plot Group را انتخاب کنید . |
2 | در پنجره تنظیمات برای گروه طرح سه بعدی ، فشار را در قسمت متن برچسب تایپ کنید . |
سطح 1
1 | روی Pressure کلیک راست کرده و Surface را انتخاب کنید . |
2 | در پنجره تنظیمات برای Surface ، روی Replace Expression در گوشه سمت راست بالای بخش Expression کلیک کنید . از منو، Component 1 (comp1)>Mixture Model, Laminar Flow>VelAndPressure>p – Pressure – Pa را انتخاب کنید . |
3 | در نوار ابزار فشار ، روی  Plot کلیک کنید . |
سرعت
1 | در نوار ابزار صفحه اصلی ، روی  Add Plot Group کلیک کنید و 3D Plot Group را انتخاب کنید . |
2 | در پنجره تنظیمات برای گروه طرح سه بعدی ، Velocity را در قسمت نوشتار برچسب تایپ کنید . |
برش 1
1 | روی Velocity کلیک راست کرده و Slice را انتخاب کنید . |
2 | در پنجره تنظیمات برای Slice ، روی Replace Expression در گوشه سمت راست بالای بخش Expression کلیک کنید . از منو، Component 1 (comp1)>Mixture Model, Laminar Flow>VelAndPressure>mm.U – میدان سرعت میانگین جرم – m/s را انتخاب کنید . |
3 | قسمت Plane Data را پیدا کنید . از لیست Plane ، xy-planes را انتخاب کنید . |
4 | از لیست روش ورود ، Coordinates را انتخاب کنید . |
5 | در قسمت متن مختصات z ، h_a/2 را تایپ کنید . |
6 | در نوار ابزار Velocity ، روی  Plot کلیک کنید . |
کسر حجمی گاز
1 | در نوار ابزار صفحه اصلی ، روی  Add Plot Group کلیک کنید و 3D Plot Group را انتخاب کنید . |
2 | در پنجره تنظیمات گروه طرح سه بعدی ، Gas Volume Fraction را در قسمت نوشتار Label تایپ کنید . |
سطح 1
1 | روی Gas Volume Fraction کلیک راست کرده و Surface را انتخاب کنید . |
2 | در نوار ابزار کسر حجم گاز ، روی  Plot کلیک کنید . |
Cut Line 3D 1
1 | در نوار ابزار نتایج ، بر روی  Cut Line 3D کلیک کنید . |
2 | در پنجره تنظیمات برای Cut Line 3D ، بخش Line Data را پیدا کنید . |
3 | در ردیف 1 ، x را روی -w_ch/2 تنظیم کنید . |
4 | در ردیف 1 ، y را روی L_ch/2 قرار دهید . |
5 | در ردیف 1 ، z را روی h_a/2 قرار دهید . |
6 | در ردیف 2 ، x را روی N_ch*w_ch*2-3*w_ch/2 قرار دهید . |
7 | در ردیف 2 ، y را روی L_ch/2 قرار دهید . |
8 | در ردیف 2 ، z را روی h_a/2 قرار دهید . |
سرعت در کانال های الکترود
1 | در نوار ابزار نتایج ، روی  1D Plot Group کلیک کنید . |
2 | در پنجره تنظیمات برای گروه طرح 1 بعدی ، سرعت را در کانال های الکترود در قسمت نوشتار برچسب تایپ کنید . |
3 | قسمت Data را پیدا کنید . از لیست Dataset ، Cut Line 3D 1 را انتخاب کنید . |
نمودار خطی 1
1 | روی Velocity in Electrode Channels کلیک راست کرده و Line Graph را انتخاب کنید . |
2 | در پنجره تنظیمات برای نمودار خط ، روی Replace Expression در گوشه سمت راست بالای بخش y-Axis Data کلیک کنید . از منو، Component 1 (comp1)>Mixture Model, Laminar Flow>VelAndPressure>mm.U – میدان سرعت میانگین جرم – m/s را انتخاب کنید . |
3 | قسمت x-Axis Data را پیدا کنید . از لیست Parameter ، Expression را انتخاب کنید . |
4 | در قسمت Expression text، x را تایپ کنید . |
5 | برای گسترش بخش Legends کلیک کنید . تیک Show legends را انتخاب کنید . |
سرعت در کانال های الکترود
1 | در پنجره Model Builder ، روی Velocity in Electrode Channels کلیک کنید . |
2 | در پنجره تنظیمات برای گروه طرح 1 بعدی ، قسمت Legend را پیدا کنید . |
3 | از لیست موقعیت ، پایین سمت راست را انتخاب کنید . |
4 | در نوار ابزار Velocity in Electrode Channels ، روی  Plot کلیک کنید . |
تعاریف جهانی
حالا هندسه کامل را مدل کنید. به عقب برگردید و تعداد کانال ها و طول سلول را به مقادیر اصلی خود تنظیم کنید.
پارامترهای 1
1 | در پنجره Model Builder ، در قسمت Global Definitions روی Parameters 1 کلیک کنید . |
2 | در پنجره تنظیمات برای پارامترها ، بخش پارامترها را پیدا کنید . |
3 | در جدول تنظیمات زیر را وارد کنید: |
نام | اصطلاح | ارزش | شرح |
N_ch | 23 | 23 | تعداد کانال های الکترود |
L_ch | 118*h_a | 0.1049 متر | طول کانال الکترود |
هندسه 1
1 | در نوار ابزار Home ، روی  Build All کلیک کنید . |
2 |  روی دکمه Zoom Extents در نوار ابزار Graphics کلیک کنید . |
مش 1
مش را پس از تغییر هندسه بررسی کنید.
در پنجره Model Builder ، در قسمت Component 1 (comp1) روی Mesh 1 کلیک راست کرده و Build All را انتخاب کنید .
تعاریف
مرحله 1 (مرحله 1)
هموارسازی عملکرد گام را کاهش دهید.
1 | در پنجره Model Builder ، در قسمت Component 1 (comp1)>Definitions روی Step 1 (step1) کلیک کنید . |
2 | در پنجره تنظیمات برای مرحله ، قسمت پارامترها را پیدا کنید . |
3 | در قسمت متن مکان ، 0.995 را تایپ کنید . |
4 | بخش Smoothing را پیدا کنید . در قسمت متن Size of transition zone ، 0.01 را تایپ کنید . |
5 |  روی Plot کلیک کنید . |
مطالعه 1
راه حل 1 (sol1)
قبل از حل، یک کپی از راه حل برای هندسه کوچک تهیه کنید تا برای مراجع بعدی نگه دارید.
1 | در پنجره Model Builder ، در قسمت Study 1>Solver Configurations روی Solution 1 (sol1) کلیک راست کرده و گزینه Solution>Copy را انتخاب کنید . |
راه حل – هندسه کوچک
1 | در پنجره Model Builder ، در قسمت Study 1>Solver Configurations روی راه حل 1 – کپی 1 (sol3) کلیک کنید . |
2 | در پنجره تنظیمات راه حل ، Solution – Small Geometry را در قسمت نوشتار Label تایپ کنید . |
تنظیمات حل کننده
برای به دست آوردن حل کننده پیش فرض برای اندازه مسئله جدید، دنباله حل کننده را بازنشانی کنید.
راه حل 1 (sol1)
1 | در پنجره Model Builder ، روی Solver Configurations کلیک راست کرده و Reset Solver to Default را انتخاب کنید . |
2 | در پنجره تنظیمات برای متغیرهای وابسته ، بخش عمومی را بیابید . |
3 | از لیست مرحله تعریف شده توسط مطالعه ، User defined را انتخاب کنید . |
4 | در پنجره Model Builder ، گره Study 1>Solver Configurations>Solution 1 (sol1)> Dependent Variables 1 را گسترش دهید ، سپس بر روی Volume fraction, dispersed stage (comp1.phid) کلیک کنید . |
5 | در پنجره تنظیمات فیلد ، بخش عمومی را بیابید . |
6 | تیک حل برای این فیلد را پاک کنید . |
7 | در پنجره Model Builder ، روی Squared Slip Velocity (comp1.slipvel) کلیک کنید . |
8 | در پنجره تنظیمات فیلد ، بخش عمومی را بیابید . |
9 | تیک حل برای این فیلد را پاک کنید . |
10 | در پنجره Model Builder ، گره Study 1> Solver Configurations> Solution 1 (sol1)> Dependent Variables 2 را گسترش دهید ، سپس بر روی Volume fraction, dispersed stage (comp1.phid) کلیک کنید . |
11 | در پنجره تنظیمات برای فیلد ، بخش Scaling را پیدا کنید . |
12 | از لیست روش ، دستی را انتخاب کنید . |
13 | در پنجره Model Builder ، روی Squared Slip Velocity (comp1.slipvel) کلیک کنید . |
14 | در پنجره تنظیمات برای فیلد ، بخش Scaling را پیدا کنید . |
15 | از لیست روش ، دستی را انتخاب کنید . |
16 | در قسمت متن مقیاس ، 1e-5 را تایپ کنید . |
مرحله 2: وابسته به زمان
حل مشکل چندین ساعت طول می کشد. به منظور نظارت بر فرآیند حل، کسر حجمی گاز را هنگام حل ترسیم کنید.
1 | در پنجره Model Builder ، در مطالعه 1 ، روی Step 2: Time Dependent کلیک کنید . |
2 | در پنجره تنظیمات مربوط به زمان وابسته ، کلیک کنید تا بخش Results When Solving گسترش یابد . |
3 | کادر Plot را انتخاب کنید . |
4 | از لیست گروه Plot ، Gas Volume Fraction را انتخاب کنید . |
5 | از لیست Update at ، زمان مراحل برداشته شده توسط حل کننده را انتخاب کنید . |
اکنون مشکل کامل برای حل آماده است.
6 | در نوار ابزار صفحه اصلی ،  روی محاسبه کلیک کنید . |
نتایج
فشار
1 | در نوار ابزار فشار ، روی  Plot کلیک کنید . |
2 | در پنجره Settings for 3D Plot Group ، بخش Data را پیدا کنید . |
3 | از لیست زمان (ها) ، 0 را انتخاب کنید . |
4 | در نوار ابزار فشار ، روی  Plot کلیک کنید . |
5 | از لیست زمان (ها) ، 10 را انتخاب کنید . |
سرعت
1 | در پنجره Model Builder ، روی Velocity کلیک کنید . |
2 | در نوار ابزار Velocity ، روی  Plot کلیک کنید . |
کسر حجمی گاز
1 | در پنجره Model Builder ، روی Gas Volume Fraction کلیک کنید . |
2 | در نوار ابزار کسر حجم گاز ، روی  Plot کلیک کنید . |
سرعت در کانال های الکترود
1 | در پنجره Model Builder ، روی Velocity in Electrode Channels کلیک کنید . |
2 | در نوار ابزار Velocity in Electrode Channels ، روی  Plot کلیک کنید . |
ضمیمه – دستورالعمل های مدل سازی هندسه
از منوی File ، New را انتخاب کنید .
جدید
در پنجره جدید ، روی Model Wizard کلیک کنید .
Model Wizard کلیک کنید .مدل جادوگر
1 | در پنجره Model Wizard ، روی  3D کلیک کنید . |
2 |  روی Done کلیک کنید . |
تعاریف جهانی
پارامترهای 1
1 | در پنجره Model Builder ، در قسمت Global Definitions روی Parameters 1 کلیک کنید . |
2 | در پنجره تنظیمات برای پارامترها ، بخش پارامترها را پیدا کنید . |
3 |  روی Load from File کلیک کنید . |
4 | به پوشه Application Libraries مدل بروید و روی فایل pem_electrolyzer_geom_sequence_parameters.txt دوبار کلیک کنید . |
هندسه 1
صفحه کار 1 (wp1)
در نوار ابزار هندسه ، روی صفحه کار کلیک کنید .
کار کلیک کنید .صفحه کار 1 (wp1)> هندسه صفحه
در پنجره Model Builder ، روی صفحه هندسه کلیک کنید .
صفحه کار 1 (wp1)> دایره 1 (c1)
1 | در نوار ابزار Work Plane ، روی  Circle کلیک کنید . |
2 | در پنجره تنظیمات دایره ، بخش اندازه و شکل را پیدا کنید . |
3 | در قسمت متن Radius ، R_in را تایپ کنید . |
4 |  روی Build Selected کلیک کنید . |
5 |  روی دکمه Zoom Extents در نوار ابزار Graphics کلیک کنید . |
صفحه کار 1 (wp1)> مستطیل 1 (r1)
1 | در نوار ابزار Work Plane ، روی  Rectangle کلیک کنید . |
2 | در پنجره تنظیمات برای Rectangle ، بخش Size and Shape را پیدا کنید . |
3 | در قسمت متن Width ، L_inout*3/4 را تایپ کنید . |
4 | در قسمت متن ارتفاع ، w_ch را تایپ کنید . |
5 | قسمت Position را پیدا کنید . در قسمت متن yw ، -w_ch*2.5 را تایپ کنید . |
6 |  روی Build Selected کلیک کنید . |
صفحه کار 1 (wp1)> مستطیل 2 (r2)
1 | در نوار ابزار Work Plane ، روی  Rectangle کلیک کنید . |
2 | در پنجره تنظیمات برای Rectangle ، بخش Size and Shape را پیدا کنید . |
3 | در قسمت متن Width ، L_inout*1/4 را تایپ کنید . |
4 | در قسمت متن ارتفاع ، w_ch را تایپ کنید . |
5 | قسمت Position را پیدا کنید . در قسمت نوشتار xw ، L_inout*3/4 را تایپ کنید . |
6 | در قسمت متن yw ، -w_ch*2.5 را تایپ کنید . |
7 |  روی Build Selected کلیک کنید . |
8 |  روی دکمه Zoom Extents در نوار ابزار Graphics کلیک کنید . |
صفحه کار 1 (wp1)> آرایه 1 (arr1)
1 | در نوار ابزار Work Plane ، روی  Transforms کلیک کنید و Array را انتخاب کنید . |
2 | فقط اشیاء r1 و r2 را انتخاب کنید. |
3 | در پنجره تنظیمات آرایه ، بخش Size را پیدا کنید . |
4 | در قسمت متنی اندازه yw ، 3 را تایپ کنید . |
5 | قسمت Displacement را پیدا کنید . در قسمت متن yw ، 2*w_ch را تایپ کنید . |
6 |  روی Build Selected کلیک کنید . |
صفحه کار 1 (wp1)> چند ضلعی 1 (pol1)
1 | در نوار ابزار Work Plane ، روی  Polygon کلیک کنید . |
2 | در پنجره تنظیمات چند ضلعی ، بخش مختصات را پیدا کنید . |
3 | در جدول تنظیمات زیر را وارد کنید: |
XW (M) | (M) است |
L_inout*3/4 | 2*w_ch*1.25 |
L_inout*3/4 | -2*w_ch*1.25 |
L_inout*3/4-5*w_ch*tan(ang_inout/2) | -2*w_ch*1.25 |
4 |  روی Build Selected کلیک کنید . |
صفحه کار 1 (wp1)> تفاوت 1 (dif1)
1 | در نوار ابزار Work Plane ، روی  Booleans and Partitions کلیک کنید و Difference را انتخاب کنید . |
2 | فقط شی arr1(1،3،1) را انتخاب کنید. |
3 | در پنجره تنظیمات برای تفاوت ، بخش تفاوت را پیدا کنید . |
4 |  روی Clear Selection کلیک کنید . |
5 | فقط اشیاء arr1(1،1،1) ، arr1(1،2،1) و arr1(1،3،1) را انتخاب کنید. |
6 | زیربخش اشیاء را برای تفریق پیدا کنید . برای انتخاب دکمه ضامن  فعال کردن انتخاب کلیک کنید . |
7 | فقط اشیاء c1 و pol1 را انتخاب کنید. |
8 |  روی Build Selected کلیک کنید . |
صفحه کار 1 (wp1)> چند ضلعی 2 (pol2)
1 | در نوار ابزار Work Plane ، روی  Polygon کلیک کنید . |
2 | در پنجره تنظیمات چند ضلعی ، بخش مختصات را پیدا کنید . |
3 | در جدول تنظیمات زیر را وارد کنید: |
XW (M) | (M) است |
L_inout*3/4 | 2*w_ch*1.25 |
L_inout*3/4 | -2*w_ch*1.25 |
L_inout*3/4+5*w_ch*tan(ang_inout/2) | -2*w_ch*1.25 |
4 |  روی Build Selected کلیک کنید . |
صفحه کار 1 (wp1)> تفاوت 2 (dif2)
1 | در نوار ابزار Work Plane ، روی  Booleans and Partitions کلیک کنید و Difference را انتخاب کنید . |
2 | فقط اشیاء arr1(1،1،2) ، arr1(1،2،2) و arr1(1،3،2) را انتخاب کنید. |
3 | در پنجره تنظیمات برای تفاوت ، بخش تفاوت را پیدا کنید . |
4 | زیربخش اشیاء را برای تفریق پیدا کنید . برای انتخاب دکمه ضامن  فعال کردن انتخاب کلیک کنید . |
5 | فقط شی pol2 را انتخاب کنید. |
6 |  روی Build Selected کلیک کنید . |
صفحه کار 1 (wp1)> چرخش 1 (rot1)
1 | در نوار ابزار Work Plane ، روی  Transforms کلیک کنید و Rotate را انتخاب کنید . |
2 | فقط شی dif1 را انتخاب کنید. |
3 | در پنجره تنظیمات برای چرخش ، قسمت چرخش را پیدا کنید . |
4 | در قسمت Angle text، ang_inout را تایپ کنید . |
5 | قسمت مرکز چرخش را پیدا کنید . در قسمت نوشتار xw ، L_inout*3/4 را تایپ کنید . |
6 | در قسمت متن yw ، 2*w_ch*1.25 را تایپ کنید . |
7 |  روی Build Selected کلیک کنید . |
صفحه کار 1 (wp1)> اتحادیه 1 (uni1)
1 | در نوار ابزار Work Plane ، روی  Booleans and Partitions کلیک کنید و Union را انتخاب کنید . |
2 | در پنجره Graphics کلیک کنید و سپس Ctrl+A را فشار دهید تا هر دو شی انتخاب شوند. |
3 | در پنجره تنظیمات برای Union ، روی  Build Selected کلیک کنید . |
صفحه کار 1 (wp1)> حرکت 1 (mov1)
1 | در نوار ابزار Work Plane ، روی  Transforms کلیک کنید و Move را انتخاب کنید . |
2 | فقط شی uni1 را انتخاب کنید. |
3 | در پنجره تنظیمات برای حرکت ، بخش Displacement را پیدا کنید . |
4 | در قسمت نوشتار xw ، -L_inout-w_ch*0.5 را تایپ کنید . |
5 | در قسمت متن yw ، -w_ch*2.5 را تایپ کنید . |
6 |  روی Build Selected کلیک کنید . |
7 |  روی دکمه Zoom Extents در نوار ابزار Graphics کلیک کنید . |
صفحه کار 1 (wp1)> مستطیل 3 (r3)
1 | در نوار ابزار Work Plane ، روی  Rectangle کلیک کنید . |
2 | در پنجره تنظیمات برای Rectangle ، بخش Size and Shape را پیدا کنید . |
3 | در قسمت متن Width ، w_ch را تایپ کنید . |
4 | در قسمت متن ارتفاع ، L_ch+10*w_ch را تایپ کنید . |
5 | قسمت Position را پیدا کنید . در قسمت نوشتار xw ، -w_ch/2 را تایپ کنید . |
6 | در قسمت متن yw ، -5*w_ch را تایپ کنید . |
7 |  روی Build Selected کلیک کنید . |
صفحه کار 1 (wp1)> آرایه 2 (arr2)
1 | در نوار ابزار Work Plane ، روی  Transforms کلیک کنید و Array را انتخاب کنید . |
2 |  روی دکمه Zoom Extents در نوار ابزار Graphics کلیک کنید . |
3 | فقط شی r3 را انتخاب کنید. |
4 | در پنجره تنظیمات آرایه ، بخش Size را پیدا کنید . |
5 | در قسمت متن xw size N_ch را تایپ کنید . |
6 | قسمت Displacement را پیدا کنید . در قسمت نوشتار xw ، w_ch*2 را تایپ کنید . |
7 |  روی Build Selected کلیک کنید . |
صفحه کار 1 (wp1)> مستطیل 4 (r4)
1 | در نوار ابزار Work Plane ، روی  Rectangle کلیک کنید . |
2 | در پنجره تنظیمات برای Rectangle ، بخش Size and Shape را پیدا کنید . |
3 | در قسمت متن Width ، (N_ch-0.5)*(2*w_ch) را تایپ کنید . |
4 | در قسمت متن ارتفاع ، w_ch را تایپ کنید . |
5 | قسمت Position را پیدا کنید . در قسمت نوشتار xw ، -w_ch/2 را تایپ کنید . |
6 | در قسمت متن yw ، -w_ch*5 را تایپ کنید . |
صفحه کار 1 (wp1)> آرایه 3 (arr3)
1 | در نوار ابزار Work Plane ، روی  Transforms کلیک کنید و Array را انتخاب کنید . |
2 | فقط شی r4 را انتخاب کنید. |
3 | در پنجره تنظیمات آرایه ، بخش Size را پیدا کنید . |
4 | در قسمت متنی اندازه yw ، 3 را تایپ کنید . |
5 | قسمت Displacement را پیدا کنید . در قسمت متن yw ، w_ch*2 را تایپ کنید . |
6 |  روی Build Selected کلیک کنید . |
Work Plane 1 (wp1)>Copy 1 (copy1)
1 | در نوار ابزار Work Plane ، روی  Transforms کلیک کنید و Copy را انتخاب کنید . |
2 |  روی دکمه Zoom Extents در نوار ابزار Graphics کلیک کنید . |
3 | فقط اشیاء arr3(1,1) , arr3(1,2) و arr3(1,3) را انتخاب کنید. |
4 | در پنجره تنظیمات برای کپی ، بخش Displacement را پیدا کنید . |
5 | در قسمت متن yw ، L_ch+5*w_ch را تایپ کنید . |
6 |  روی Build Selected کلیک کنید . |
صفحه کار 1 (wp1)> چرخش 2 (rot2)
1 | در نوار ابزار Work Plane ، روی  Transforms کلیک کنید و Rotate را انتخاب کنید . |
2 | فقط شی mov1 را انتخاب کنید. |
3 | در پنجره تنظیمات برای چرخش ، قسمت چرخش را پیدا کنید . |
4 | در قسمت Angle text عدد 180 را تایپ کنید . |
5 | قسمت مرکز چرخش را پیدا کنید . در قسمت نوشتار xw ، (N_ch-1)*w_ch را تایپ کنید . |
6 | در قسمت متن yw ، L_ch/2 را تایپ کنید . |
7 | قسمت Input را پیدا کنید . چک باکس Keep input objects را انتخاب کنید . |
8 |  روی Build Selected کلیک کنید . |
صفحه کار 1 (wp1)> اتحادیه 2 (uni2)
1 | در نوار ابزار Work Plane ، روی  Booleans and Partitions کلیک کنید و Union را انتخاب کنید . |
2 |  روی دکمه Select Box در نوار ابزار Graphics کلیک کنید . |
3 | در پنجره Graphics کلیک کنید و سپس Ctrl+A را فشار دهید تا همه اشیا انتخاب شوند. |
انتخاب فیله 1
1 | در نوار ابزار Work Plane ، روی  Selections کلیک کنید و Box Selection را انتخاب کنید . |
2 | در پنجره تنظیمات مربوط به Box Selection ، Filet Selection 1 را در قسمت نوشتار Label تایپ کنید . |
3 | قسمت Geometric Entity Level را پیدا کنید . از لیست Level ، Point را انتخاب کنید . |
4 | قسمت Box Limits را پیدا کنید . در قسمت حداکثر متن xw ، 0 را تایپ کنید . |
5 | در قسمت متن حداقل yw ، L_ch+w_ch*4.5 را تایپ کنید . |
6 |  روی Build Selected کلیک کنید . |
انتخاب فیله 2
1 | در نوار ابزار Work Plane ، روی  Selections کلیک کنید و Box Selection را انتخاب کنید . |
2 | در پنجره تنظیمات مربوط به Box Selection ، Filet Selection 2 را در قسمت نوشتار Label تایپ کنید . |
3 | قسمت Geometric Entity Level را پیدا کنید . از لیست Level ، Point را انتخاب کنید . |
4 | قسمت Box Limits را پیدا کنید . در قسمت حداقل متن xw ، 2*w_ch*(N_ch-1) را تایپ کنید . |
5 | در قسمت حداکثر متن yw ، -w_ch*4.5 را تایپ کنید . |
6 |  روی Build Selected کلیک کنید . |
صفحه کار 1 (wp1)> فیله 1 (fil1)
1 | در نوار ابزار Work Plane ، روی  Fillet کلیک کنید . |
2 | در پنجره تنظیمات برای Fillet ، بخش Points را پیدا کنید . |
3 | از لیست Vertices to fillet ، Filet Selection 1 را انتخاب کنید . |
4 | بخش Radius را پیدا کنید . در قسمت متن Radius ، w_ch/2 را تایپ کنید . |
5 |  روی Build Selected کلیک کنید . |
صفحه کار 1 (wp1)> فیله 2 (fil2)
1 | روی Component 1 (comp1)>Geometry 1>Work Plane 1 (wp1)>Plane Geometry>Filet 1 (fil1) کلیک راست کرده و Duplicate را انتخاب کنید . |
2 | در پنجره تنظیمات برای Fillet ، بخش Points را پیدا کنید . |
3 | زیربخش Vertices to fillet را پیدا کنید . برای انتخاب دکمه ضامن  فعال کردن انتخاب کلیک کنید . |
4 | از لیست Vertices to fillet ، Filet Selection 2 را انتخاب کنید . |
5 |  روی Build Selected کلیک کنید . |
اکسترود 1 (ext1)
1 | در پنجره Model Builder ، روی Geometry 1 کلیک راست کرده و Extrude را انتخاب کنید . |
2 | در پنجره تنظیمات برای Extrude ، بخش Distances را پیدا کنید . |
3 | در جدول تنظیمات زیر را وارد کنید: |
فواصل (متر) |
h_a |
4 |  روی Build Selected کلیک کنید . |
سیلندر 1 (cyl1)
1 | در نوار ابزار Geometry ، روی  Cylinder کلیک کنید . |
2 | در پنجره تنظیمات سیلندر ، بخش اندازه و شکل را پیدا کنید . |
3 | در قسمت متن Radius ، R_in را تایپ کنید . |
4 | در قسمت متن ارتفاع ، 3*h_a را تایپ کنید . |
5 |  روی Build Selected کلیک کنید . |
چرخش 1 (rot1)
1 | در نوار ابزار Geometry ، روی  Transforms کلیک کنید و Rotate را انتخاب کنید . |
2 | فقط شی cyl1 را انتخاب کنید. |
3 | در پنجره تنظیمات برای چرخش ، قسمت چرخش را پیدا کنید . |
4 | در قسمت Angle text، ang_inout را تایپ کنید . |
5 | قسمت Point on Axis of Rotation را پیدا کنید . در قسمت متن x ، L_inout*3/4 را تایپ کنید . |
6 | در قسمت متن y ، 2*w_ch*1.25 را تایپ کنید . |
7 |  روی Build Selected کلیک کنید . |
حرکت 1 (mov1)
1 | در نوار ابزار Geometry ، روی  Transforms کلیک کرده و Move را انتخاب کنید . |
2 | فقط شی rot1 را انتخاب کنید. |
3 | در پنجره تنظیمات برای حرکت ، بخش Displacement را پیدا کنید . |
4 | در قسمت متن x ، -L_inout-w_ch*0.5 را تایپ کنید . |
5 | در قسمت متن y ، -w_ch*2.5 را تایپ کنید . |
6 |  روی Build Selected کلیک کنید . |
چرخش 2 (rot2)
1 | در نوار ابزار Geometry ، روی  Transforms کلیک کنید و Rotate را انتخاب کنید . |
2 | فقط شی mov1 را انتخاب کنید. |
3 | در پنجره تنظیمات برای چرخش ، بخش ورودی را پیدا کنید . |
4 | چک باکس Keep input objects را انتخاب کنید . |
5 | قسمت Rotation را پیدا کنید . در قسمت Angle text عدد 180 را تایپ کنید . |
6 | قسمت Point on Axis of Rotation را پیدا کنید . در قسمت متن x ، (N_ch-1)*w_ch را تایپ کنید . |
7 | در قسمت متن y ، L_ch/2 را تایپ کنید . |
8 |  روی Build Selected کلیک کنید . |
فرم اتحادیه (فین)
1 | در پنجره Model Builder ، روی Form Union (fin) کلیک کنید . |
2 | در پنجره تنظیمات Form Union/Assembly ، روی  Build Selected کلیک کنید . |
3 |  روی دکمه Zoom Extents در نوار ابزار Graphics کلیک کنید . |
منیفولد ورودی
1 | در نوار ابزار Geometry ، روی  Selections کلیک کنید و Box Selection را انتخاب کنید . |
2 | در پنجره تنظیمات برای Box Selection ، Inlet Manifold را در قسمت نوشتار Label تایپ کنید . |
3 | قسمت Box Limits را پیدا کنید . در قسمت حداقل متن x ، -L_inout را تایپ کنید . |
4 | در قسمت حداکثر متن y ، w_ch/2 را تایپ کنید . |
5 | قسمت Output Entities را پیدا کنید . از فهرست Include entity if ، Entity inside کادر را انتخاب کنید . |
6 |  روی Build Selected کلیک کنید . |
منیفولد خروجی
1 | در نوار ابزار Geometry ، روی  Selections کلیک کنید و Box Selection را انتخاب کنید . |
2 | در پنجره تنظیمات برای انتخاب جعبه ، Outlet Manifold را در قسمت متن برچسب تایپ کنید . |
3 | قسمت Box Limits را پیدا کنید . در قسمت حداکثر متن x ، N_ch*w_ch*2+L_inout-w_ch را تایپ کنید . |
4 | در قسمت حداقل متن y ، L_ch-w_ch/2 را تایپ کنید . |
5 | قسمت Output Entities را پیدا کنید . از فهرست Include entity if ، Entity inside کادر را انتخاب کنید . |
کانال های بالای سطح الکترود
1 | در نوار ابزار Geometry ، روی  Selections کلیک کنید و Box Selection را انتخاب کنید . |
2 | در پنجره تنظیمات برای انتخاب جعبه ، Channels Above Electrode Surface را در قسمت نوشتار Label تایپ کنید . |
3 | قسمت Box Limits را پیدا کنید . در قسمت حداقل متن y ، -w_ch/2 را تایپ کنید . |
4 | در قسمت حداکثر متن y ، L_ch+w_ch/2 را تایپ کنید . |
5 | قسمت Output Entities را پیدا کنید . از فهرست Include entity if ، Entity inside کادر را انتخاب کنید . |
سطح الکترود
1 | در نوار ابزار Geometry ، روی  Selections کلیک کنید و Box Selection را انتخاب کنید . |
2 | در پنجره تنظیمات برای انتخاب جعبه ، سطح الکترود را در قسمت متن برچسب تایپ کنید . |
3 | قسمت Geometric Entity Level را پیدا کنید . از لیست Level ، Boundary را انتخاب کنید . |
4 | قسمت Box Limits را پیدا کنید . در قسمت حداقل متن y ، -w_ch/2 را تایپ کنید . |
5 | در قسمت حداکثر متن y ، L_ch+w_ch/2 را تایپ کنید . |
6 | در قسمت حداکثر متن z ، h_a/2 را تایپ کنید . |
7 | قسمت Output Entities را پیدا کنید . از فهرست Include entity if ، Entity inside کادر را انتخاب کنید . |
ورودی
1 | در نوار ابزار Geometry ، روی  Selections کلیک کنید و Box Selection را انتخاب کنید . |
2 | در پنجره تنظیمات برای انتخاب جعبه ، ورودی را در قسمت نوشتار برچسب تایپ کنید . |
3 | قسمت Geometric Entity Level را پیدا کنید . از لیست Level ، Boundary را انتخاب کنید . |
4 | قسمت Box Limits را پیدا کنید . در قسمت متن حداکثر x ، 0 را تایپ کنید . |
5 | در قسمت حداقل متن z ، h_a*2 را تایپ کنید . |
6 | قسمت Output Entities را پیدا کنید . از فهرست Include entity if ، Entity inside کادر را انتخاب کنید . |
پریز
1 | در نوار ابزار Geometry ، روی  Selections کلیک کنید و Box Selection را انتخاب کنید . |
2 | در پنجره تنظیمات برای Box Selection ، قسمت Geometric Entity Level را پیدا کنید . |
3 | از لیست Level ، Boundary را انتخاب کنید . |
4 | در قسمت Label text، Outlet را تایپ کنید . |
5 | قسمت Box Limits را پیدا کنید . در قسمت متن x حداقل ، N_ch*w_ch*2 را تایپ کنید . |
6 | در قسمت حداقل متن z ، h_a*2 را تایپ کنید . |
7 | قسمت Output Entities را پیدا کنید . از فهرست Include entity if ، Entity inside کادر را انتخاب کنید . |
مرزهای خارجی کانال های الکترود
1 | در نوار ابزار Geometry ، روی  Selections کلیک کنید و گزینه Adjacent Selection را انتخاب کنید . |
2 | در پنجره تنظیمات برای انتخاب مجاور ، Exterior Boundaries to Electrode Channels را در قسمت متن برچسب تایپ کنید . |
3 | قسمت Input Entities را پیدا کنید .  روی افزودن کلیک کنید . |
4 | در کادر محاوره ای افزودن ، Channels Above Electrode Surface را در لیست انتخاب های ورودی انتخاب کنید . |
5 | روی OK کلیک کنید . |
مرزهای خارجی به منیفولد ورودی
1 | در نوار ابزار Geometry ، روی  Selections کلیک کنید و گزینه Adjacent Selection را انتخاب کنید . |
2 | در پنجره تنظیمات برای انتخاب مجاور ، Exterior Boundaries to Inlet Manifold را در قسمت نوشتار Label تایپ کنید . |
3 | قسمت Input Entities را پیدا کنید .  روی افزودن کلیک کنید . |
4 | در کادر محاوره‌ای افزودن ، منیفولد ورودی را در فهرست انتخاب‌های ورودی انتخاب کنید . |
5 | روی OK کلیک کنید . |
ورودی به کانال های الکترود
1 | در نوار ابزار Geometry ، روی  Selections کلیک کنید و گزینه Intersection Selection را انتخاب کنید . |
2 | در پنجره تنظیمات برای انتخاب تقاطع ، ورودی‌ها به کانال‌های الکترود را در قسمت نوشتار برچسب تایپ کنید . |
3 | قسمت Geometric Entity Level را پیدا کنید . از لیست Level ، Boundary را انتخاب کنید . |
4 | قسمت Input Entities را پیدا کنید .  روی افزودن کلیک کنید . |
5 | در کادر محاوره‌ای افزودن ، در فهرست انتخاب‌ها برای تقاطع ، مرزهای خارجی به کانال‌های الکترود و مرزهای خارجی به منیفولد ورودی را انتخاب کنید . |
6 | روی OK کلیک کنید . |
منیفولدها
1 | در نوار ابزار Geometry ، روی  Selections کلیک کنید و Union Selection را انتخاب کنید . |
2 | در پنجره تنظیمات برای انتخاب اتحادیه ، Manifolds را در قسمت متن برچسب تایپ کنید . |
3 | قسمت Input Entities را پیدا کنید .  روی افزودن کلیک کنید . |
4 | در کادر محاوره‌ای افزودن ، در فهرست انتخاب‌ها برای افزودن ، منیفولد ورودی و منیفولد خروجی را انتخاب کنید . |
5 | روی OK کلیک کنید . |
مرزهای خارجی به منیفولدها
1 | در نوار ابزار Geometry ، روی  Selections کلیک کنید و گزینه Adjacent Selection را انتخاب کنید . |
2 | در پنجره تنظیمات برای انتخاب مجاور ، Exterior Boundaries to Manifolds را در قسمت نوشتار Label تایپ کنید . |
3 | قسمت Input Entities را پیدا کنید .  روی افزودن کلیک کنید . |
4 | در کادر محاوره‌ای افزودن ، Manifolds را در لیست انتخاب‌های ورودی انتخاب کنید . |
5 | روی OK کلیک کنید . |
ورودی و خروجی به کانال های الکترود
1 | در نوار ابزار Geometry ، روی  Selections کلیک کنید و گزینه Intersection Selection را انتخاب کنید . |
2 | در پنجره تنظیمات برای انتخاب تقاطع ، ورودی ها و خروجی ها به کانال های الکترود را در قسمت نوشتار برچسب تایپ کنید . |
3 | قسمت Geometric Entity Level را پیدا کنید . از لیست Level ، Boundary را انتخاب کنید . |
4 | قسمت Input Entities را پیدا کنید .  روی افزودن کلیک کنید . |
5 | در کادر محاوره‌ای افزودن ، در فهرست انتخاب‌ها برای تقاطع ، مرزهای خارجی به کانال‌های الکترود و مرزهای خارجی به منیفولدها را انتخاب کنید . |
6 | روی OK کلیک کنید . |
کانال ها و منیفولدهای الکترود
1 | در نوار ابزار Geometry ، روی  Selections کلیک کنید و Union Selection را انتخاب کنید . |
2 | در پنجره تنظیمات برای انتخاب اتحادیه ، Electrode Channels and Manifolds را در قسمت نوشتار Label تایپ کنید . |
3 | قسمت Input Entities را پیدا کنید .  روی افزودن کلیک کنید . |
4 | در کادر محاوره‌ای افزودن ، در فهرست انتخاب‌ها برای افزودن ، منیفولد ورودی ، منیفولد خروجی و کانال‌های بالای سطح الکترود را انتخاب کنید . |
5 | روی OK کلیک کنید . |
مرزهای خارجی به منیفولد خروجی
1 | در نوار ابزار Geometry ، روی  Selections کلیک کنید و گزینه Adjacent Selection را انتخاب کنید . |
2 | در پنجره تنظیمات برای انتخاب مجاور ، Exterior Boundaries to Outlet Manifold را در قسمت نوشتار Label تایپ کنید . |
3 | قسمت Input Entities را پیدا کنید .  روی افزودن کلیک کنید . |
4 | در کادر محاوره‌ای افزودن ، Outlet Manifold را در لیست انتخاب‌های ورودی انتخاب کنید . |
5 | روی OK کلیک کنید . |
خروجی از کانال های الکترود
1 | در نوار ابزار Geometry ، روی  Selections کلیک کنید و گزینه Intersection Selection را انتخاب کنید . |
2 | در پنجره تنظیمات برای انتخاب تقاطع ، Outlets from Electrode Channels را در قسمت نوشتار Label تایپ کنید . |
3 | قسمت Geometric Entity Level را پیدا کنید . از لیست Level ، Boundary را انتخاب کنید . |
4 | قسمت Input Entities را پیدا کنید .  روی افزودن کلیک کنید . |
5 | در کادر محاوره‌ای افزودن ، در فهرست انتخاب‌ها برای تقاطع ، مرزهای خارجی به کانال‌های الکترود و مرزهای خارجی به منیفولد خروجی را انتخاب کنید . |
6 | روی OK کلیک کنید . |
