 |
حفاظت کاتدی با تغییر شکل آند
معرفی
این آموزش حفاظت کاتدی یک سازه دکل نفتی را در یک دوره زمانی 30 ساله مدل می کند.
در نتیجه مصرف آندهای قربانی، قابلیت های حفاظتی سیستم به مرور زمان کاهش می یابد.
تغییر شکل آند با استفاده از رابط Level Set، همراه با نرخ انحلال آند تعریف شده توسط رابط حفاظت کاتدی، تعریف می شود.
این آموزش فرض می‌کند که خواننده قبلاً به خوبی با مدل‌سازی حفاظت در برابر خوردگی در COMSOL Multiphysics آشنا شده است. برای مقدمه، به آموزش حفاظت کاتدی فولاد در بتن مسلح مراجعه کنید .
شکل 1: هندسه مدل، شامل جعبه محدود کننده الکترولیت، ساختار فولادی محافظت شده و آندهای قربانی متصل شده.
تعریف مدل
شکل 1 هندسه مدل را نشان می دهد. یک سازه فولادی در اقیانوس غوطه ور شده است. به سازه فولادی، تعدادی آند فداکاری متصل شده است. نمای نزدیک سازه در شکل 2 نشان داده شده است .
شکل 2: نمای نزدیک هندسه سازه فولادی و آندهای قربانی متصل شده.
یک رابط حفاظت کاتدی (توزیع جریان ثانویه) برای تعریف بخش الکتروشیمی مدل استفاده می‌شود، که در آن تابع شیب خطی محدود aa برای تعریف سینتیک کاهش اکسیژن سازه فولادی محافظت‌شده، با استفاده از چگالی جریان ثابت (محدود کننده) زیر – استفاده می‌شود. 0.8 V در مقابل Ag/AgCl و یک رمپ خطی از 0.8- تا 0.6- V در مقابل Ag/AgCl. سینتیک خطی باتلر-ولمر برای آندهای قربانی، با ولتاژ تعادلی – 1.05 V در مقابل Ag/AgCl استفاده می‌شود. رسانایی الکترولیتی آب نمک اقیانوس از Saltwater در کتابخانه مواد خوردگی گرفته شده است.، با درجه حرارت 10 درجه سانتیگراد تنظیم شده است.
یک رابط Level Set برای مدل‌سازی انحلال آندها استفاده می‌شود، با یک متغیر مجموعه سطح با مقدار 0 نشان دهنده یک الکترود جامد، و مقدار 1 نشان دهنده فاز الکترولیت خالص (اقیانوس) است.
گره الکترود متخلخل بسیار رسانا برای تعریف حوزه های آند در رابط حفاظت کاتدی استفاده می شود. تعریف حوزه‌های آند به‌عنوان “متخلخل” در این مدل، با تخلخل عمدتاً 0 (آند جامد) یا 1 (کاملاً حل شده) یک رویکرد راحت است زیرا گره الکترود متخلخل بسیار رسانا امکان تعریف همزمان انتقال بار الکترولیت را فراهم می‌کند . رسانایی موثر الکترولیت به عنوان تابعی از تخلخل، و سینتیک الکترود در یک زیرگره واکنش الکترود متخلخل ، با سطح ویژه تنظیم شده بر روی متغیر دلتای مجموعه سطح.
در رابط سطح تنظیم شده، سرعت انتشار Vn ( m/s) رابط الکترولیت-الکترود در آندها بر روی
که در آن C (Ah/kg)، ρ (kg/m3 ) چگالی آندها و i loc چگالی جریان محلی است که توسط زیرگره واکنش الکترود متخلخل محاسبه می‌شود .
مقادیر اولیه برای متغیر مجموعه سطح
مقدار اولیه متغیر تنظیم سطح روی 0 در داخل حوزه های آند و در مرزهای رو به روی حوزه الکترولیت روی 1 تنظیم می شود، با این مقدار در فاصله 1 سانتی متری به طور مداوم در هنگام حرکت از مرز به سمت داخل تغییر می کند. این مقداردهی اولیه متغیر مجموعه سطح با استفاده از عملگر sphavg() انجام می شود که برای هر مختصات فضایی میانگین یک عبارت را در یک کره کوچک از شعاع معین ادغام و محاسبه می کند. اگر مختصات ادغام در همان حوزه الکترولیت قرار گیرند، بیان یکپارچه سازی به صورت 2 فرموله می شود و اگر مختصات ادغام در حوزه های آند قرار گرفته باشد 0 است. شعاع کره کوچک در فراخوانی ()sphavg روی 1 سانتی متر تنظیم شده است.
نتایج و بحث
شکل 3 تا شکل 6 پتانسیل ساختار و شکل آندها را در 0، 10، 20 و 30 سال زمان شبیه سازی شده نشان می دهد. تنها تغییرات جزئی در سطوح بالقوه بین 0 تا 20 سال مشاهده می شود، در حالی که سطوح به طور قابل توجهی بین 20 تا 30 سال تغییر می کنند. در شکل 6 (پس از 30 سال) برخی از آندها به طور کامل حل شده اند.
شکل 3: پتانسیل اولیه در مقابل Ag/AgCl سازه فولادی محافظت شده (t = 0).
شکل 4: پتانسیل در مقابل Ag/AgCl سازه فولادی محافظت شده پس از 10 سال.
شکل 5: پتانسیل در مقابل Ag/AgCl سازه فولادی محافظت شده پس از 20 سال.
شکل 6: پتانسیل در مقابل Ag/AgCl سازه فولادی محافظت شده پس از 30 سال.
نکاتی درباره پیاده سازی COMSOL
فراخوانی تابع max() و min() در عبارت متغیر برای epsl (کسر حجمی الکترولیت در آندها) استفاده می شود. این بسته بندی ها همگرایی را بهبود می بخشد.
مسیر کتابخانه برنامه: Corrosion_Module/Cathodic_Protection/cp_with_anode_deformation
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 ، Electrochemistry>Cathodic Protection (cp) را انتخاب کنید . |
3 | روی افزودن کلیک کنید . |
4 | در درخت انتخاب فیزیک ، ریاضیات> رابط متحرک> مجموعه سطح (ls) را انتخاب کنید . |
5 | روی افزودن کلیک کنید . |
6 |  روی مطالعه کلیک کنید . |
7 | در درخت Select Study ، Preset Studies for Some Physics Interfaces> Time Dependent with Initialization را انتخاب کنید . |
8 |  روی Done کلیک کنید . |
هندسه 1
واردات 1 (imp1)
هندسه مدل را از یک فایل وارد کنید.
1 | در نوار ابزار صفحه اصلی ، روی  واردات کلیک کنید . |
2 | در پنجره تنظیمات برای واردات ، بخش واردات را پیدا کنید . |
3 |  روی Browse کلیک کنید . |
4 | به پوشه Application Libraries مدل بروید و روی فایل cp_with_anode_deformation.mphbin دوبار کلیک کنید . |
5 |  روی Build All Objects کلیک کنید . |
6 |  روی دکمه Transparency در نوار ابزار Graphics کلیک کنید . |
تعاریف جهانی
پارامترهای 1
همچنین برخی از پارامترها و متغیرهای مدل را از فایل های متنی وارد کنید.
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 cp_with_anode_deformation_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 . |
برخی از عبارات متغیر وارد شده با رنگ نارنجی علامت گذاری می شوند که نشان دهنده متغیرهای گم شده است. این در هنگام تنظیم فیزیک اصلاح می شود.
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 cp_with_anode_deformation_variables.txt دوبار کلیک کنید . |
الکترولیت
تعدادی انتخاب نامگذاری شده را به مدل اضافه کنید. این کار تنظیم فیزیک، مش بندی و نتایج را در آینده تسهیل می کند.
1 | در نوار ابزار تعاریف ، روی  Explicit کلیک کنید . |
2 | در پنجره تنظیمات برای Explicit ، Electrolyte را در قسمت نوشتار Label تایپ کنید . |
3 | فقط دامنه 1 را انتخاب کنید. |
آندها
1 | در نوار ابزار تعاریف ، روی  Complement کلیک کنید . |
2 | در پنجره تنظیمات برای Complement ، Anodes را در قسمت نوشتار Label تایپ کنید . |
3 | قسمت Input Entities را پیدا کنید . در قسمت Selections to invert ، روی  Add کلیک کنید . |
4 | در کادر محاوره‌ای افزودن ، الکترولیت را در فهرست انتخاب‌ها برای معکوس کردن انتخاب کنید . |
5 | روی OK کلیک کنید . |
مرزهای الکترولیت
1 | در نوار ابزار تعاریف ،  روی مجاور کلیک کنید . |
2 | در پنجره تنظیمات برای مجاور ، Electrolyte Boundaries را در قسمت نوشتار Label تایپ کنید . |
3 | قسمت Input Entities را پیدا کنید . در قسمت انتخاب‌های ورودی ، روی افزودن کلیک کنید .  |
4 | در کادر محاوره ای افزودن ، Electrolyte را در لیست انتخاب های ورودی انتخاب کنید . |
5 | روی OK کلیک کنید . |
مرزهای آند
1 | روی Electrolyte Boundaries کلیک راست کرده و Duplicate را انتخاب کنید . |
2 | در پنجره تنظیمات برای مجاور ، Anode Boundaries را در قسمت نوشتار Label تایپ کنید . |
3 | قسمت Input Entities را پیدا کنید . در فهرست انتخاب‌های ورودی ، الکترولیت را انتخاب کنید . |
4 | در قسمت انتخاب های ورودی ، روی حذف کلیک کنید .  |
5 | در قسمت انتخاب‌های ورودی ، روی افزودن کلیک کنید .  |
6 | در کادر محاوره‌ای افزودن ، آندها را در لیست انتخاب‌های ورودی انتخاب کنید . |
7 | روی OK کلیک کنید . |
مرزهای الکترولیت – آند
1 | در نوار ابزار تعاریف ، روی  Intersection کلیک کنید . |
2 | در پنجره تنظیمات برای تقاطع ، محدوده Electrolyte-Anode Boundaries 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 . در قسمت «انتخاب‌ها برای تقاطع» ، روی  «افزودن» کلیک کنید . |
5 | در کادر محاوره‌ای افزودن ، در فهرست انتخاب‌ها برای تقاطع ، مرزهای الکترولیت و مرزهای آند را انتخاب کنید . |
6 | روی OK کلیک کنید . |
مرزهای بیرونی الکترولیت
1 | در نوار ابزار تعاریف ، روی  Explicit کلیک کنید . |
2 | در پنجره تنظیمات برای Explicit ، Outer Electrolyte Boundaries را در قسمت نوشتار Label تایپ کنید . |
3 | قسمت Input Entities را پیدا کنید . از لیست سطح نهاد هندسی ، Boundary را انتخاب کنید . |
شش مرز بیرونی بلوک الکترولیت را انتخاب کنید.
4 | فقط مرزهای 1-5 و 394 را انتخاب کنید. |
مکمل مرزهای بیرونی الکترولیت
1 | در نوار ابزار تعاریف ، روی  Complement کلیک کنید . |
2 | در پنجره تنظیمات برای Complement ، Complement to Outer Electrolyte Boundaries 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 . در قسمت Selections to invert ، روی  Add کلیک کنید . |
5 | در کادر محاوره‌ای افزودن ، مرزهای الکترولیت بیرونی را در فهرست انتخاب‌ها برای معکوس کردن انتخاب کنید . |
6 | روی OK کلیک کنید . |
ساختار
1 | در نوار ابزار تعاریف ، روی  تفاوت کلیک کنید . |
2 | در پنجره تنظیمات برای تفاوت ، Structure را در قسمت متن 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 . در قسمت Selections to add ، روی  Add کلیک کنید . |
5 | در کادر محاوره ای افزودن ، Complement to Outer Electrolyte Boundaries را در لیست Selections to add انتخاب کنید . |
6 | روی OK کلیک کنید . |
7 | در پنجره تنظیمات برای تفاوت ، بخش Input Entities را پیدا کنید . |
8 | در قسمت انتخاب‌ها برای تفریق ، روی  افزودن کلیک کنید . |
9 | در کادر محاوره‌ای افزودن ، مرزهای Electrolyte-Anode را در لیست انتخاب‌ها برای تفریق انتخاب کنید . |
10 | روی OK کلیک کنید . |
مرزهای فولادی محافظت شده
1 | در نوار ابزار تعاریف ، روی  تفاوت کلیک کنید . |
2 | در پنجره تنظیمات مربوط به تفاوت ، Protected Steel Boundaries را در قسمت متن 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 . در قسمت Selections to add ، روی  Add کلیک کنید . |
5 | در کادر محاوره ای افزودن ، Complement to Outer Electrolyte Boundaries را در لیست Selections to add انتخاب کنید . |
6 | روی OK کلیک کنید . |
7 | در پنجره تنظیمات برای تفاوت ، بخش Input Entities را پیدا کنید . |
8 | در قسمت انتخاب‌ها برای تفریق ، روی  افزودن کلیک کنید . |
9 | در کادر محاوره‌ای افزودن ، مرزهای آند را در لیست انتخاب‌ها برای تفریق انتخاب کنید . |
10 | روی OK کلیک کنید . |
مواد
در این مدل رسانایی الکترولیت در گره مواد تعریف می شود .
مواد را اضافه کنید
1 | در نوار ابزار Home ، روی  Add Material کلیک کنید تا پنجره Add Material باز شود . |
2 | به پنجره Add Material بروید . |
3 | در درخت، Corrosion>Electrolytes>Seawater را انتخاب کنید . |
4 | کلیک راست کرده و Add to Component 1 (comp1) را انتخاب کنید . |
5 | در نوار ابزار Home ، روی  Add Material کلیک کنید تا پنجره Add Material بسته شود . |
حفاظت کاتدی (CP)
ترتیب گسسته سازی پتانسیل فاز الکترولیت را کاهش دهید. این باعث کاهش نیاز به حافظه و زمان حل کننده می شود.
1 | در پنجره Settings for Cathodic Protection ، برای گسترش بخش Discretization کلیک کنید . |
2 | از لیست پتانسیل الکترولیت ، خطی را انتخاب کنید . |
تعاریف
یک نمای دوم اضافه کنید که مرزهای الکترولیت بیرونی را پنهان کند. سپس می توانید هنگام تعریف فیزیک بین نماها جابه جا شوید.
مشاهده 2
در پنجره Model Builder ، در قسمت Component 1 (comp1) روی Definitions کلیک راست کرده و View را انتخاب کنید .
پنهان کردن برای فیزیک 1
1 | در پنجره Model Builder ، روی View 2 کلیک راست کرده و Hide for Physics را انتخاب کنید . |
2 | در پنجره تنظیمات برای پنهان کردن فیزیک ، قسمت انتخاب موجودیت هندسی را پیدا کنید . |
3 | از لیست سطح نهاد هندسی ، Boundary را انتخاب کنید . |
4 | از لیست انتخاب ، مرزهای الکترولیت بیرونی را انتخاب کنید . |
مشاهده 2
1 | در پنجره Model Builder ، روی View 2 کلیک کنید . |
2 | در پنجره تنظیمات برای مشاهده ، برای گسترش بخش شفافیت کلیک کنید . |
3 | کادر بررسی شفافیت را پاک کنید . |
مشاهده 1
1 | در پنجره Model Builder ، روی View 1 کلیک کنید . |
2 | در پنجره تنظیمات برای مشاهده ، بخش شفافیت را پیدا کنید . |
3 | کادر بررسی شفافیت را پاک کنید . |
مشاهده 2
حفاظت کاتدی (CP)
در این آموزش از گره الکترود متخلخل بسیار رسانا برای تعریف حوزه های آند تغییر شکل دهنده استفاده می کنیم . متغیر تخلخل، که در زیر متغیرها تعریف شده است ، به متغیر تنظیم سطح بستگی دارد.
الکترود متخلخل بسیار رسانا – آند
1 | در پنجره Model Builder ، در قسمت Component 1 (comp1) روی Protection Cathodic Protection (cp) کلیک راست کرده و Electrode Highly Conductive Porous را انتخاب کنید . |
2 | در پنجره تنظیمات برای الکترود متخلخل بسیار رسانا ، الکترود متخلخل بسیار رسانا – آندها را در قسمت نوشتار برچسب تایپ کنید . |
3 | قسمت انتخاب دامنه را پیدا کنید . از لیست انتخاب ، Anodes را انتخاب کنید . |
4 | بخش هدایت جریان الکترولیت را پیدا کنید . در قسمت متن ε l ، epsl را تایپ کنید . |
5 | از فهرست تصحیح رسانایی مؤثر ، پیچ‌خوردگی را انتخاب کنید . |
واکنش الکترود متخلخل 1
1 | در پنجره Model Builder ، روی Porous Electrode Reaction 1 کلیک کنید . |
2 | در پنجره تنظیمات برای واکنش الکترود متخلخل ، بخش پتانسیل تعادل را پیدا کنید . |
3 | در قسمت متن Eq، Eeq_anodes را تایپ کنید . |
4 | بخش سینتیک الکترود را پیدا کنید . در قسمت متن i 0 ، i0_anodes را تایپ کنید . |
مساحت سطح خاص را برابر با متغیر دلتا تنظیم سطح تنظیم کنید. به این ترتیب واکنش الکترود فقط در مرز فاز بین فازهای الکترود و الکترولیت فعال خواهد بود.
5 | قسمت Active Specific Surface Area را پیدا کنید . در قسمت متن a v ، ls.delta را تایپ کنید . |
تعاریف
متغیرهای 1
عبارت متغیر برای Vn ، با استفاده از متغیر چگالی جریان محلی که توسط گره واکنش الکترود متخلخلی که به تازگی تعریف کردید، تعریف شده است، اکنون باید سیاه شده باشد.
حفاظت کاتدی (CP)
سطح فلزی محافظت شده 1
1 | در نوار ابزار Physics ، روی  Boundaries کلیک کنید و Protected Metal Surface را انتخاب کنید . |
2 | در پنجره Settings for Protected Metal Surface ، قسمت Boundary Selection را پیدا کنید . |
3 | از لیست Selection ، Protected Steel Boundaries را انتخاب کنید . |
4 | بخش تراکم جریان کاهش اکسیژن را پیدا کنید . از لیست نوع Expression ، رمپ خطی محدود را انتخاب کنید . |
5 | در قسمت متن E 0 ، E_zero_steel را تایپ کنید . |
6 | در قسمت متن E lim ، E_lim_O2 را تایپ کنید . |
7 | در قسمت متن i O2، lim ، i_lim_O2 را تایپ کنید . |
تعاریف جهانی
ورودی های مدل پیش فرض
دما را برای استفاده توسط تمام گره های فیزیک به صورت زیر تنظیم کنید:
1 | در پنجره Model Builder ، در قسمت Global Definitions، روی Default Model Inputs کلیک کنید . |
2 | در پنجره تنظیمات برای ورودی های مدل پیش فرض ، بخش Browse Model Inputs را پیدا کنید . |
3 | در درخت، General>Temperature (K) – minput.T را انتخاب کنید . |
4 | زیربخش عبارت برای انتخاب باقیمانده را پیدا کنید . در قسمت متن دما ، T را تایپ کنید . |
مجموعه سطح (LS)
اکنون رابط Level Set را تنظیم کنید. فقط باید در حوزه های آند فعال باشد.
1 | در پنجره Model Builder ، در قسمت Component 1 (comp1) روی Level Set (ls) کلیک کنید . |
2 | در پنجره تنظیمات برای مجموعه سطح ، بخش انتخاب دامنه را پیدا کنید . |
3 | از لیست انتخاب ، Anodes را انتخاب کنید . |
مجموعه سطح مدل 1
1 | در پنجره Model Builder ، در قسمت Component 1 (comp1)> Level Set (ls) روی Level Set Model 1 کلیک کنید . |
2 | در پنجره تنظیمات مدل Level Set ، بخش Level Set Model را پیدا کنید . |
3 | در قسمت متن γ ، max(Vn,eps) را تایپ کنید . |
4 | در قسمت متن ε ls ، h_interface را تایپ کنید . |
5 | قسمت Convection را پیدا کنید . بردار u را به صورت مشخص کنید |
Vn*ls.intnormx | ایکس |
Vn*ls.intnormy | y |
Vn*ls.intnormz | z |
مقادیر اولیه 1
1 | در پنجره Model Builder ، روی مقادیر اولیه 1 کلیک کنید . |
2 | در پنجره تنظیمات برای مقادیر اولیه ، قسمت مقادیر اولیه را پیدا کنید . |
3 | از لیست متغیر Level set ، User defined را انتخاب کنید . |
4 | در قسمت متن φ ، phils_init را تایپ کنید . |
مقادیر اولیه، سیال 2
از آنجایی که ما از یک مقدار اولیه تعریف شده توسط کاربر برای متغیر level-set در اولین گره Initial Values استفاده می کنیم ، نیازی به این گره دوم نیست.
1 | در پنجره Model Builder ، روی Initial Values, Fluid 2 کلیک راست کرده و Disable را انتخاب کنید . |
ورودی 1
1 | در نوار ابزار Physics ، روی  Boundaries کلیک کنید و Inlet را انتخاب کنید . |
2 | در پنجره تنظیمات برای ورودی ، قسمت انتخاب مرز را پیدا کنید . |
3 | از لیست Selection ، Electrolyte-Anode Boundaries را انتخاب کنید . |
4 | قسمت Level Set Condition را پیدا کنید . از لیست، Fluid 2 ( φ = 1) را انتخاب کنید . |
تنظیمات فیزیک اکنون کامل شده است. مرحله بعدی تنظیم مش است.
مش 1
از یک مش جاروب برای دامنه های آند استفاده کنید.
جارو 1
1 | در نوار ابزار Mesh ، روی  Swept 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 ، Anodes را انتخاب 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 پارامترهای اندازه عنصر را پیدا کنید . |
5 | کادر انتخاب حداکثر اندازه عنصر را انتخاب کنید . در قسمت متن مرتبط، 0.05 را تایپ کنید . |
اندازه
1 | در پنجره Model Builder ، در قسمت Component 1 (comp1)>Mesh 1 روی Size کلیک کنید . |
2 | در پنجره تنظیمات برای اندازه ، کلیک کنید تا بخش پارامترهای اندازه عنصر گسترش یابد . |
3 | در قسمت متنی Minimum size element ، 0.05 را تایپ کنید . |
جارو 1
در پنجره Model Builder ، روی Swept 1 کلیک راست کرده و Build Selected را انتخاب کنید .
لایه های مرزی 1
یک لایه مرزی در داخل دامنه های آند اضافه کنید. این امر وضوح رابط سطح اولیه را بهبود می بخشد و دقت راه حل را به سمت تخلیه نهایی آندها بهبود می بخشد.
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 ، Anodes 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 ، همه مرزها را انتخاب کنید . |
4 | قسمت لایه ها را پیدا کنید . در قسمت متنی Number of layers عدد 1 را تایپ کنید . |
5 | از لیست مشخصات ضخامت ، اولین لایه را انتخاب کنید . |
6 | در قسمت متن Thickness ، h_interface را تایپ کنید . |
7 |  روی Build Selected کلیک کنید . |
چهار وجهی رایگان 1
از یک شبکه چهار وجهی آزاد برای دامنه الکترولیت باقیمانده استفاده کنید.
1 | در نوار ابزار Mesh ، روی  Free Tetrahedral کلیک کنید . |
2 | در پنجره تنظیمات برای Free Tetrahedral ، روی  Build All کلیک کنید . |
مش 1
1 |  روی دکمه Zoom Extents در نوار ابزار Graphics کلیک کنید . |
اکنون مدل برای حل آماده است.
مطالعه 1
مرحله 1: راه اندازی توزیع فعلی
از توزیع جریان ثانویه برای مرحله اولیه سازی استفاده کنید. این دقت مقادیر اولیه مورد استفاده برای مرحله وابسته به زمان زیر را بهبود می بخشد.
1 | در پنجره Model Builder ، در بخش مطالعه 1 ، روی مرحله 1: راه‌اندازی توزیع فعلی کلیک کنید . |
2 | در پنجره تنظیمات برای راه‌اندازی توزیع فعلی ، بخش تنظیمات مطالعه را پیدا کنید . |
3 | از لیست نوع توزیع فعلی ، ثانویه 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 | از لیست واحد زمان ، یک را انتخاب کنید . |
زمان شبیه سازی را از 0 تا 30 سال تنظیم کنید و هر سال نتیجه را ذخیره کنید.
4 | در قسمت متن زمان خروجی ، range(0،1،30) را تایپ کنید . |
5 | در پنجره Model Builder ، روی Study 1 کلیک کنید . |
6 | در پنجره تنظیمات برای مطالعه ، قسمت تنظیمات مطالعه را پیدا کنید . |
7 | تیک Generate defaults defaults را پاک کنید . |
8 | در نوار ابزار صفحه اصلی ،  روی محاسبه کلیک کنید . |
بسته به رایانه، حل این راه حل حدود 10 تا 30 دقیقه طول می کشد.
نتایج
نمودارها را از بخش نتایج و بحث به صورت زیر بازتولید کنید:
پتانسیل الکترود در مقابل مرجع مجاور
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 ، الکترود پتانسیل vs مجاور Ref را در قسمت نوشتار برچسب تایپ کنید . |
3 | قسمت Plot Settings را پیدا کنید . کادر بررسی لبه های مجموعه داده Plot را پاک کنید . |
4 | برای گسترش بخش Color Legend کلیک کنید . چک باکس نمایش مقادیر حداکثر و حداقل را انتخاب کنید . |
5 | برای گسترش بخش Number Format کلیک کنید . کادر تیک Manual color legend settings را انتخاب کنید . |
6 | در قسمت Precision text، 4 را تایپ کنید . |
سطح 1
1 | روی Electrode Potential vs Adjacent Ref 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)>Cathodic Protection>cp.Evsref – الکترود پتانسیل در مقابل مرجع مجاور – V را انتخاب کنید . |
3 | قسمت Expression را پیدا کنید . از لیست واحد ، mV را انتخاب کنید . |
4 | قسمت Coloring and Style را پیدا کنید .  روی تغییر جدول رنگ کلیک کنید . |
5 | در کادر محاوره ای Color Table ، Linear>Viridis را در درخت انتخاب کنید. |
6 | روی OK کلیک کنید . |
انتخاب 1
1 | روی Surface 1 کلیک راست کرده و Selection را انتخاب کنید . |
2 | در پنجره تنظیمات برای انتخاب ، قسمت انتخاب را پیدا کنید . |
3 | از لیست انتخاب ، ساختار را انتخاب کنید . |
ایزورفیس 1
1 | در پنجره Model Builder ، روی Electrode Potential vs Adjacent Ref کلیک راست کرده و Isosurface را انتخاب کنید . |
2 | در پنجره تنظیمات برای Isosurface ، روی Replace Expression در گوشه سمت راست بالای بخش Expression کلیک کنید . از منو، Component 1 (comp1)>Level Set>ls.Vf2 – Volume fraction of fluid 2 را انتخاب کنید . |
3 | برای گسترش بخش عنوان کلیک کنید . از لیست نوع عنوان ، هیچکدام را انتخاب کنید . |
4 | قسمت Levels را پیدا کنید . در فیلد متنی مجموع سطوح ، 1 را تایپ کنید . |
5 | قسمت Coloring and Style را پیدا کنید . از لیست Coloring ، Uniform را انتخاب کنید . |
6 | از لیست رنگ ، خاکستری را انتخاب کنید . |
7 | تیک Color legend را پاک کنید . |
8 | در نوار ابزار Electrode Potential vs Adjacent Ref ، روی  Plot کلیک کنید . |
پتانسیل الکترود در مقابل مرجع مجاور
1 | در پنجره Model Builder ، روی Electrode Potential vs Adjacent Ref کلیک کنید . |
2 | در پنجره Settings for 3D Plot Group ، بخش Data را پیدا کنید . |
3 | از لیست Time (a) 0 را انتخاب کنید . |
4 | در نوار ابزار Electrode Potential vs Adjacent Ref ، روی  Plot کلیک کنید . |
5 | از لیست زمان (a) ، 10 را انتخاب کنید . |
6 | در نوار ابزار Electrode Potential vs Adjacent Ref ، روی  Plot کلیک کنید . |
7 | از لیست زمان (a) ، 20 را انتخاب کنید . |
8 | در نوار ابزار Electrode Potential vs Adjacent Ref ، روی  Plot کلیک کنید . |
9 | از لیست زمان (a) ، 30 را انتخاب کنید . |
