رابط حمل و نقل الکتروفورتیک

View Categories

رابط حمل و نقل الکتروفورتیک

5 min read

رابط حمل و نقل الکتروفورتیک
رابط Electrophoretic Transport (el) ( ) که در زیر شاخه Chemical Species Transport ( ) یافت می شود، برای حل انتقال الکتروفورتیک تعداد دلخواه گونه ها در سیستم مبتنی بر آب، مشروط به گرادیان های بالقوه استفاده می شود. گونه های منتقل شده می تواند هر ترکیبی از اسیدها و بازهای ضعیف و قوی، آمفولیت ها و گونه های بدون بار باشد. انتقال جرم و بار بر اساس معادلات نرنست-پلانک برای انتقال مولکولی، در ترکیب با خنثی‌سازی الکتریکی، تعادل تفکیک اسیدها، بازها و آمفولیت‌های ضعیف و همچنین واکنش خودیونیزاسیون آب است.
رابط فیزیک می تواند اکثر اشکال حالت های الکتروفورز، مانند الکتروفورز ناحیه ای، ایزوتااکوفورز، تمرکز ایزوالکتریک، و الکتروفورز مرزی متحرک را شبیه سازی کند.
الکتروفورز ژل را می توان با گنجاندن گونه های باردار بی حرکت شبیه سازی کرد.
این رابط از شبیه سازی در 1D، 2D و 3D و همچنین برای اجزای متقارن محوری در 1D و 2D پشتیبانی می کند.
متغیرهای وابسته پتانسیل الکترولیت و غلظت‌های مولی گونه‌های شامل، به‌صورت جداگانه توسط هر گره گونه در درخت مدل اضافه می‌شوند.
تنظیمات
Label نام رابط فیزیک پیش فرض است .
Name عمدتاً به عنوان پیشوند دامنه برای متغیرهای تعریف شده توسط رابط فیزیک استفاده می شود. به چنین متغیرهای رابط فیزیک در عبارات با استفاده از الگوی <name> مراجعه کنید.<variable_name> . به منظور تمایز بین متغیرهای متعلق به رابط های فیزیکی مختلف، رشته نام باید منحصر به فرد باشد. فقط حروف، اعداد و زیرخط (_) در قسمت نام مجاز هستند . کاراکتر اول باید یک حرف باشد.
نام پیش‌فرض (برای اولین رابط فیزیک در مدل) el است .
انتخاب دامنه
اگر قسمتی از هندسه مدل نباید در مدل انتقال جرم شرکت کند، آن قسمت را از لیست انتخاب حذف کنید.
ضخامت خارج از صفحه
 
برای اجزای دوبعدی، مقدار یا عبارتی برای ضخامت خارج از صفحه d (واحد SI: m) وارد کنید. مقدار d اندازه دامنه عمود بر سطح مقطع 2 بعدی مدل شده را تعیین می کند. این مقدار، برای مثال، زمانی که چگالی جریان از یک شبیه‌سازی دو بعدی بدست می‌آید، جریان کل صحیح را به دست می‌دهد.
سطح مقطع
 
برای اجزای 1 بعدی، سطح مقطع c (واحد SI: m 2 ) را وارد کنید تا پارامتری برای مساحت هندسه عمود بر مولفه 1 بعدی تعریف شود. مقدار این پارامتر از جمله برای محاسبه خودکار جریان کل از بردار چگالی جریان استفاده می شود. این قیاس برای سایر شارها معتبر است. پیش فرض 1 متر مربع است .
مکانیسم های حمل و نقل
حمل و نقل انبوه به دلیل انتشار و مهاجرت همیشه شامل می شود. برای کنترل سایر مکانیسم‌های حمل و نقل ، از چک باکس‌های موجود در مکانیسم‌های انتقال اضافی استفاده کنید.
به طور پیش فرض، چک باکس Convection انتخاب شده است. برای غیرفعال کردن حمل و نقل همرفتی، کادر را پاک کنید.
چک باکس انتقال جرم در رسانه متخلخل، عملکرد مخصوص حمل و نقل گونه ها در رسانه متخلخل را فعال می کند. هنگامی که انتخاب شد، گره ویژگی های ماتریس متخلخل را می توان به یک دامنه اضافه کرد تا کسر حجمی الکترولیت و پیچ خوردگی را مشخص کند، و بخش های تصحیح پارامتر انتقال موثر در گره های گونه فعال می شوند.
تثبیت مداوم
برای نمایش این بخش ها، روی دکمه Show More Options ( ) کلیک کنید و در کادر محاوره ای Show More Options، Stabilization را انتخاب کنید .
هنگامی که چک باکس Crosswind diffusion انتخاب می شود، یک عبارت ضعیف که نوسانات کاذب را کاهش می دهد به معادله انتقال اضافه می شود. سیستم معادلات حاصل همیشه غیرخطی است.
هم برای انتشار ساده و هم برای انتشار عرضی ، یک معادله باقیمانده را انتخاب کنید . باقیمانده تقریبی پیش فرض است و به این معنی است که مشتقات انتشار نادیده گرفته می شوند. این تنظیم معمولاً به اندازه کافی دقیق است و از نظر محاسباتی سریعتر است. در صورت نیاز، به جای آن Full residual را انتخاب کنید .
تثبیت ناسازگار
برای نمایش این بخش، روی دکمه Show More Options ( ) کلیک کنید و در کادر محاوره ای Show More Options ، Stabilization را انتخاب کنید . به طور پیش فرض، چک باکس Isotropic diffusion انتخاب نشده است، زیرا این نوع تثبیت کننده انتشار مصنوعی را اضافه می کند و بر دقت مشکل اصلی تأثیر می گذارد. با این حال، از این گزینه می توان برای به دست آوردن حدس اولیه خوب برای مشکلات حل نشده استفاده کرد.
تنظیمات پیشرفته
برای نمایش این بخش، روی دکمه Show More Options ( ) کلیک کنید و Advanced Physics Options را در کادر محاوره ای Show More Options انتخاب کنید . معمولاً این تنظیمات نیازی به تغییر ندارند. یک عبارت همرفتی را انتخاب کنید – فرم غیر محافظه‌کار (پیش‌فرض) یا فرم محافظه‌کار . فرمول محافظه کارانه باید برای جریان تراکم پذیر استفاده شود.
گسسته سازی
برای نمایش تمام تنظیمات موجود در این بخش، روی دکمه Show More Options ( ) کلیک کنید و گزینه های Advanced Physics Options را در کادر محاوره ای Show More Options انتخاب کنید .
متغیرهای غلظت به طور پیش فرض برای استفاده از عناصر خطی تنظیم شده اند.
متغیر پتانسیل به طور پیش فرض برای استفاده از عناصر Quadratic تنظیم شده است.
چک باکس Compute boundary fluxes به طور پیش فرض فعال می شود تا COMSOL Multiphysics متغیرهای شار مرزی دقیق از پیش تعریف شده را محاسبه کند. هنگامی که این گزینه علامت زده می شود، حل کننده متغیرهایی را محاسبه می کند که شارهای مرزی دقیق را از هر مرز در دامنه مجاور ذخیره می کند.
اگر چک باکس پاک شود، نرم افزار COMSOL Multiphysics به جای آن، متغیرهای شار را از متغیرهای وابسته با استفاده از برون یابی محاسبه می کند، که در نتایج پس از پردازش دقت کمتری دارد اما متغیرهای وابسته اضافی در مرزهای شارها ایجاد نمی کند.
متغیرهای شار تحت تأثیر این رابط عبارتند از:
<name>.nIl، که در آن <name> نام اینترفیس است (پیش‌فرض el است )، روی گره بالای رابط تنظیم می‌شود. این چگالی جریان الکترولیت طبیعی است.
<name>.ntflux_<species_name> نام گونه است( تنظیمات رایج برای گره های گونه ها را در رابط حمل و نقل الکتروفورتیک در زیر ببینید). این شار کل نرمال برای هر گونه است.
همچنین در صورتی که چک باکس قبلی علامت زده شده باشد، تیک گزینه Apply smoothing to boundary fluxes نیز موجود است. هموارسازی می تواند مقدار شار با رفتار مناسب تری را نزدیک به تکینگی ها ارائه دهد.
برای جزئیات در مورد تنظیمات شارهای مرزی، به محاسبه شارهای دقیق در کتابچه راهنمای مرجع مولتیفیزیک COMSOL مراجعه کنید .
در مورد نوع مقدار هنگام استفاده از تقسیم متغیرهای مختلط ، به تقسیم متغیرهای با ارزش مختلط در کتابچه راهنمای مرجع Multiphysics COMSOL مراجعه کنید .
متغیرهای وابسته
نام متغیر وابسته برای متغیر پتانسیل الکترولیت به طور پیش فرض phil است .
نام متغیرهای وابسته به غلظت به‌عنوان el.xxx نام‌گذاری می‌شود ، که در آن el نام رابط به‌صورت مجموعه‌ای در بالا است، و رشته xxx با تنظیم نام گونه‌ها در گره‌های گونه‌ای جداگانه کنترل می‌شود .
بیشتر خواندن
 
نظریه برای رابط حمل و نقل الکتروفورتیک
تثبیت عددی در کتابچه راهنمای مرجع مولتیفیزیک COMSOL .
در COMSOL Multiphysics Reference Manual , جدول 2-4 را برای پیوند به بخش های رایج و جدول 2-5 را برای گره های ویژگی مشترک ببینید همچنین می توانید اطلاعات را جستجو کنید: برای باز کردن پنجره راهنما ، F1 را فشار دهید یا برای باز کردن پنجره مستندسازی ، کلیدهای Ctrl+F1 را فشار دهید .