 |
مدل سازی حرارتی یک باتری لیتیوم یون استوانه ای به صورت سه بعدی
معرفی
این مثال یک باتری لیتیوم یونی 18650 استوانه ای خنک شده با هوا را به صورت سه بعدی شبیه سازی می کند. یک مدل سلول تک بعدی برای مدل سازی شیمی سلول باتری و یک مدل سه بعدی برای مدل سازی دمای باتری استفاده می شود. این دو مدل توسط منبع حرارت تولید شده و دمای متوسط جفت می شوند. شکل 1 را ببینید .
شکل 1: جفت شدن بین مدل سلولی و حرارتی با استفاده از مقادیر متوسط دما و گرمای تولید شده.
مدل حرارتی همچنین شامل جریان سیال خنک کننده در اطراف باتری در یک محفظه جریان است، به شکل 2 مراجعه کنید . جریان سیال مجاز است بر سرعت انتقال حرارت تأثیر بگذارد. این با استفاده از یک گره چندفیزیکی جریان غیر گرمایی به دست می آید. با این حال، فرض نمی شود که خواص جریان با دما تغییر کند، بنابراین از مطالعه یک طرفه استفاده می شود. این رویکرد به طور قابل توجهی از نظر محاسباتی کمتر از حل مسئله جریان جفت شده، انتقال حرارت و الکتروشیمی است. نتایج این رویکرد یک طرفه با راه حل جفت شده در بخش نتایج و بحث مقایسه خواهد شد .
تعریف مدل
مدل سلولی
مدل سلولی با استفاده از رابط باتری لیتیوم یون ایجاد شده است. توضیح دقیق‌تری درباره نحوه راه‌اندازی این نوع مدل را می‌توانید در مثال Application Libraries 1D Isothermal Lithium-Ion Battery پیدا کنید . مدل سلولی از سه حوزه زیر تشکیل شده است:
• | الکترود متخلخل منفی (Li x C 6 MCMB، 55 میکرومتر ) |
• | جداکننده (30 میکرومتر ) |
• | الکترود متخلخل مثبت (Li y Mn 2 O 4 ، 55 میکرومتر ) |
دما با استفاده از یک جفت ادغام غیرمحلی روی دمای متوسط در ماده باتری فعال مدل حرارتی تنظیم می شود.
تابع موج مربعی برای تنظیم جریان شارژ/تخلیه متناوب با نرخ 7.5 درجه سانتیگراد با زمان چرخه 600 ثانیه و به دنبال آن یک دوره آرامش پس از 1500 ثانیه استفاده می شود. شکل 3 را ببینید . (نرخ 1C مربوط به جریان شارژ/دشارژ مورد نیاز برای شارژ یا تخلیه کامل در یک ساعت است؛ 7.5C مربوط به جریان 7.5 برابر بیشتر است).
سلول روی حالت شارژ اولیه 10 درصد تنظیم شده است.
مدل حرارتی
مدل حرارتی به صورت سه بعدی با استفاده از رابط انتقال حرارت در جامدات و سیالات ساخته شده است.
هندسه (نگاه کنید به شکل 2 ) از حوزه های زیر تشکیل شده است:
• | دامنه مواد باتری فعال (ورقه های زخمی از مواد سلولی، 65 میلی متر ارتفاع، شعاع 9 میلی متر) |
• | سنبه (ایزولاتور نایلونی که صفحات سلولی باتری به شعاع 2 میلی متر در اطراف آن پیچیده شده است) |
• | کانکتور باتری استوانه ای در بالای باتری (فولاد، ضخامت 3 میلی متر) |
• | محفظه جریان (هوا) |
شکل 2: هندسه مدل حرارتی
قوطی باتری (0.25 میلی متر ضخامت) به عنوان یک دامنه در هندسه گنجانده نشده است، زیرا تأثیر قوطی فولادی بر روی مشخصات دما کم است، همانطور که در مدل سازی حرارتی یک باتری لیتیوم یون استوانه ای به صورت دو بعدی دیده می شود .مدل. با این حال، عبارت منبع گرما در حوزه مواد باتری فعال برای عدم تولید گرما در کلکتورهای فعلی و برای ضخامت قوطی مقیاس بندی شده است. این منبع حرارتی مقیاس شده با ضرب منبع حرارتی حجمی مدل باتری لیتیوم یونی 1 بعدی در دو عامل به دست می آید. اولین عامل کسری از کل مدل 1 بعدی است که در آن گرما تولید می شود. این مجموع طول‌های الکترود منفی، جداکننده و الکترود مثبت است که بر کل طول سلول تقسیم می‌شود، که شامل طول دو کلکتور جریان نیز می‌شود. عامل دوم کسری از کل هندسه سلول استوانه ای سه بعدی است که در آن گرما تولید می شود. حجمی که در آن گرما تولید می شود، حجم کل سلول است (که شامل هر دو لایه زخمی همگن مواد باتری است، سنبه مرکزی و قوطی بیرونی)، منهای حجم سنبه و حجم قوطی بیرونی. سپس این منبع گرمایی بر حجم کل مواد باتری تقسیم می شود که تفاوت بین حجم کل سلول و حجم سنبه است. بنابراین، عبارت زیر برای منبع حرارت سه بعدی به دست می آید:
باتری در یک بسته باتری متشکل از ماتریسی از باتری ها قرار می گیرد.
رسانایی حرارتی در ماده باتری فعال به دلیل سیم پیچی مارپیچی لایه های سلول باتری ناهمسانگرد است. هدایت حرارتی، چگالی، ظرفیت گرمایی و منبع گرما در باتری به همان روشی تنظیم شده است که در مدل‌سازی حرارتی باتری لیتیوم یون استوانه‌ای در مدل دوبعدی تنظیم شده است. یک سیستم مختصات استوانه‌ای در مدل اضافه می‌شود تا بتواند هدایت حرارتی orthotropic را در ماده فعال کنترل کند.
منبع گرمایی مبتنی بر حوزه باتری فعال با استفاده از یک متغیر ادغام جفت غیرمحلی بر روی میانگین گرمای تولید شده در مدل سلولی تنظیم می‌شود. در مرز ورودی دمای 298.15 K مشخص شده است در حالی که یک شرایط خروجی در خروجی اعمال می شود. تمام مرزهای خارجی دیگر از نظر حرارتی ایزوله هستند. دمای اولیه باتری 298.15 کلوین است.
برای جریان، سرعت ورودی 0.1 متر بر ثانیه در ورودی اعمال می شود و فشار 1 atm در خروجی تنظیم می شود. شرایط مرزی تقارن برای صفحات تقارن اعمال می شود. هیچ شرایط لغزشی روی دیواره های باتری اعمال نمی شود.
مشکل در سه مرحله حل می شود. در مرحله اول جریان حالت پایدار در 298.15 K حل می شود. مرحله دوم پتانسیل های مدل باتری را در t = 0 حل می کند. مرحله سوم یک مطالعه وابسته به زمان مسئله کامل است، که در آن راه حل حالت پایدار از دو مرحله اول برای تنظیم مقادیر اولیه برای پتانسیل ها استفاده می شود. سرعت و فشار گاز خنک کننده تقریباً تحت تأثیر انتقال حرارت از باتری قرار نمی گیرد.
نتایج و بحث
شکل 3 پتانسیل سلول و جریان سیکل بار را نشان می دهد.
شکل 3: پتانسیل سلول و بار جریان.
شکل 4 دمای حداقل، حداکثر و متوسط باتری را در طول شبیه سازی نشان می دهد. تفاوت در نرخ گرمایش بین شارژ و دشارژ به دلیل تفاوت در تغییر آنتروپی برای واکنش های شارژ و دشارژ است (تنظیم شده توسط پارامتر dEeq/dT).
شکل 4: حداقل، میانگین و حداکثر دما.
شکل 5 دمای باتری و جریان را در 1500 ثانیه نشان می دهد. حداکثر دما در ماده باتری فعال به سمت انتهای ایزوله حرارتی قرار دارد.
شکل 5: دما و جریان در t=1500 s.
شکل 6 تفاوت دمای باتری و جریان هوا را بین محلول جفت شده و محلول یک طرفه نشان می دهد. تفاوت ها با استفاده از مجموعه داده Join محاسبه می شوند. در این مورد، محلول یک طرفه بسیار شبیه به محلول جفت شده است، زیرا تنها ویسکوزیته سیال وابسته به دما است. جزئیات الگوی جریان تغییر می کند، اما با بزرگی که تنها چند درصد از کل سرعت جریان سیال است. محاسبه یک طرفه در کسری از زمانی که محاسبه جفت شده نیاز دارد کامل می شود. این استفاده از ویژگی چندفیزیکی جریان غیر گرمایی در یک مطالعه یک طرفه برای محاسبه جریان، گرما و الکتروشیمی باتری یک ساده‌سازی کلیدی را نشان می‌دهد که ممکن است در بسیاری از مدل‌های باتری حرارتی استفاده شود. در عین حال، بررسی این فرض ساده است.
شکل 6: تفاوت در دمای باتری و جریان سیال بین محلول های جفت شده و یک طرفه پس از 2100 ثانیه.
نکاتی درباره پیاده سازی COMSOL
برای بهبود همگرایی حلگر وابسته به زمان، از تابع nojac () هنگام تنظیم کوپلینگ های غیرمحلی برای دمای متوسط و منبع گرما استفاده می شود.
مسیر کتابخانه برنامه: Battery_Design_Module/Thermal_Management/li_battery_thermal_3d
دستورالعمل های مدل سازی
کتابخانه های کاربردی
1 | از منوی File ، Application Libraries را انتخاب کنید . |
2 | در پنجره Application Libraries ، Battery Design Module>Thermal Management>li_battery_1d_for_thermal_models را در درخت انتخاب کنید. |
3 |  روی Open کلیک کنید . |
افزودن کامپوننت
در نوار ابزار Home ، روی 
Add Component کلیک کنید و 3D را انتخاب کنید .
Add Component کلیک کنید و 3D را انتخاب کنید .فیزیک را اضافه کنید
1 | در نوار ابزار Home ، روی  Add Physics کلیک کنید تا پنجره Add Physics باز شود . |
2 | به پنجره Add Physics بروید . |
3 | در درخت، Fluid Flow>Single-Phase Flow>Laminar Flow (spf) را انتخاب کنید . |
4 | روی Add to Component 2 در نوار ابزار پنجره کلیک کنید . |
5 | در درخت، Heat Transfer>Heat Transfer in Solids and Fluids (ht) را انتخاب کنید . |
6 | روی Add to Component 2 در نوار ابزار پنجره کلیک کنید . |
7 | در نوار ابزار Home ، روی  Add Physics کلیک کنید تا پنجره Add Physics بسته شود . |
چند فیزیک
یک گره چندفیزیکی جریان غیر گرمایی اضافه کنید تا سرعت انتقال حرارت را تنظیم کنید و تثبیت چندفیزیکی را محاسبه کنید.
جریان غیر گرمایی 1 (nitf1)
در نوار ابزار Physics ، روی Multiphysics Couplings کلیک کنید و Domain>Nonisothermal Flow را انتخاب کنید .
Multiphysics Couplings کلیک کنید و Domain>Nonisothermal Flow را انتخاب 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 | در جدول تنظیمات زیر را وارد کنید: |
نام | اصطلاح | ارزش | شرح |
h_connector | 3[mm] | 0.003 متر | ارتفاع کانکتور |
r_connector | 3[mm] | 0.003 متر | شعاع رابط |
s_inlet | 2*r_batt | 0.018 متر | طول منطقه جریان ورودی |
s_matrix | 3*r_batt | 0.027 متر | فاصله باتری-باتری در ماتریس |
V_in | 0.1 [m/s] | 0.1 متر بر ثانیه | سرعت ورودی |
تی | 0 | 0 | پارامتر زمان در مرحله مطالعه اولیه |
هندسه 2
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_batt را تایپ کنید . |
4 | در قسمت متن ارتفاع ، h_batt را تایپ کنید . |
5 |  روی Build Selected کلیک کنید . |
6 |  روی دکمه Transparency در نوار ابزار Graphics کلیک کنید . |
سیلندر 2 (cyl2)
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_mandrel را تایپ کنید . |
4 | در قسمت متن ارتفاع ، h_batt را تایپ کنید . |
سیلندر 3 (cyl3)
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_connector را تایپ کنید . |
4 | در قسمت متن ارتفاع ، h_connector را تایپ کنید . |
5 | قسمت Position را پیدا کنید . در قسمت متن z ، h_batt را تایپ کنید . |
6 |  روی Build Selected کلیک کنید . |
اتحادیه 1 (uni1)
1 | در نوار ابزار Geometry ، 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 همه اشیا انتخاب شوند. |
3 | در پنجره تنظیمات برای Union ، روی  Build Selected کلیک کنید . |
بلوک 1 (blk1)
1 | در نوار ابزار Geometry ، روی  Block کلیک کنید . |
2 | در پنجره تنظیمات برای Block ، قسمت Size and Shape را پیدا کنید . |
3 | در قسمت متن Width ، 2*r_batt را تایپ کنید . |
4 | در قسمت متن عمق ، r_batt را تایپ کنید . |
5 | در قسمت متن ارتفاع ، h_batt+h_connector را تایپ کنید . |
6 | قسمت Position را پیدا کنید . در قسمت متن x ، -r_batt را تایپ کنید . |
7 |  روی Build Selected کلیک کنید . |
تقاطع 1 (int1)
1 | در نوار ابزار Geometry ، روی  Booleans and Partitions کلیک کنید و Intersection 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 تقاطع ، روی  Build Selected کلیک کنید . |
بلوک 2 (بلک2)
1 | در نوار ابزار Geometry ، روی  Block کلیک کنید . |
2 | در پنجره تنظیمات برای Block ، قسمت Size and Shape را پیدا کنید . |
3 | در قسمت متن Width ، s_inlet+s_matrix را تایپ کنید . |
4 | در قسمت Depth text s_matrix/2 را تایپ کنید . |
5 | در قسمت متن ارتفاع ، h_batt-5[mm] را تایپ کنید . |
6 | قسمت Position را پیدا کنید . در قسمت متن x ، -s_inlet را تایپ کنید . |
7 |  روی Build Selected کلیک کنید . |
بلوک 3 (blk3)
1 | در نوار ابزار Geometry ، روی  Block کلیک کنید . |
2 | در پنجره تنظیمات برای Block ، قسمت Size and Shape را پیدا کنید . |
3 | در قسمت متن Width ، s_inlet+s_matrix را تایپ کنید . |
4 | در قسمت Depth text s_matrix/2 را تایپ کنید . |
5 | در قسمت متن ارتفاع ، h_connector+5[mm] را تایپ کنید . |
6 | قسمت Position را پیدا کنید . در قسمت متن x ، -s_inlet را تایپ کنید . |
7 | در قسمت متن z ، h_batt-5[mm] را تایپ کنید . |
8 |  روی Build Selected کلیک کنید . |
سیلندر 4 (cyl4)
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_batt را تایپ کنید . |
4 | در قسمت متن ارتفاع ، h_batt را تایپ کنید . |
5 | قسمت Position را پیدا کنید . در قسمت متن x ، s_matrix را تایپ کنید . |
6 | در قسمت متن y ، s_matrix/2 را تایپ کنید . |
7 |  روی Build Selected کلیک کنید . |
سیلندر 5 (cyl5)
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_connector را تایپ کنید . |
4 | در قسمت متن ارتفاع ، h_connector را تایپ کنید . |
5 | قسمت Position را پیدا کنید . در قسمت متن x ، s_matrix را تایپ کنید . |
6 | در قسمت متن y ، s_matrix/2 را تایپ کنید . |
7 | در قسمت متن z ، h_batt را تایپ کنید . |
8 |  روی Build Selected کلیک کنید . |
تفاوت 1 (dif1)
1 | در نوار ابزار Geometry ، روی  Booleans and Partitions کلیک کنید و Difference را انتخاب کنید . |
2 | فقط اشیاء blk2 ، blk3 و int1 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 اشیاء cyl4 و cyl5 را انتخاب کنید. |
6 |  روی Build Selected کلیک کنید . |
Mesh Control Faces 1 (mcf1)
1 | در نوار ابزار Geometry ، روی  Virtual Operations کلیک کنید و Mesh Control Faces را انتخاب کنید . |
2 | در باله شی ، فقط مرزهای 6، 15 و 26 را انتخاب کنید. |
ممکن است انتخاب دامنه ها با استفاده از پنجره Selection List آسانتر باشد . برای باز کردن این پنجره، در نوار ابزار Home روی Windows کلیک کرده و Selection List را انتخاب کنید . (اگر از دسکتاپ کراس پلتفرم استفاده می کنید، ویندوز را در منوی اصلی پیدا می کنید.)
3 |  روی دکمه Zoom Extents در نوار ابزار Graphics کلیک کنید . |
تعاریف (COMP2)
محفظه جریان
1 | در نوار ابزار تعاریف ، روی  Explicit کلیک کنید . |
2 | در پنجره تنظیمات برای Explicit ، Flow Compartment را در قسمت نوشتار Label تایپ کنید . |
3 | فقط دامنه 1 را انتخاب کنید. |
مواد باتری فعال
1 | در نوار ابزار تعاریف ، روی  Explicit کلیک کنید . |
2 | در پنجره تنظیمات برای Explicit ، Active Battery Material را در قسمت نوشتار Label تایپ کنید . |
3 | فقط دامنه 2 را انتخاب کنید. |
کانکتور باتری
1 | در نوار ابزار تعاریف ، روی  Explicit کلیک کنید . |
2 | در پنجره تنظیمات برای Explicit ، Battery Connector را در قسمت نوشتار Label تایپ کنید . |
3 | فقط دامنه 3 را انتخاب کنید. |
سنبه
1 | در نوار ابزار تعاریف ، روی  Explicit کلیک کنید . |
2 | در پنجره تنظیمات برای Explicit ، Mandrel را در قسمت نوشتار Label تایپ کنید . |
3 | فقط دامنه 4 را انتخاب کنید. |
ورودی
1 | در نوار ابزار تعاریف ، روی  Explicit کلیک کنید . |
2 | در پنجره تنظیمات برای Explicit ، Inlet را در قسمت نوشتار Label تایپ کنید . |
3 | قسمت Input Entities را پیدا کنید . از لیست سطح نهاد هندسی ، Boundary را انتخاب کنید . |
4 | فقط مرز 1 را انتخاب کنید. |
پریز
1 | در نوار ابزار تعاریف ، روی  Explicit کلیک کنید . |
2 | در پنجره تنظیمات برای Explicit ، Outlet را در قسمت نوشتار Label تایپ کنید . |
3 | قسمت Input Entities را پیدا کنید . از لیست سطح نهاد هندسی ، Boundary را انتخاب کنید . |
4 | فقط مرز 26 را انتخاب کنید. |
صفحات تقارن
1 | در نوار ابزار تعاریف ، روی  Explicit کلیک کنید . |
2 | در پنجره تنظیمات برای Explicit ، Symmetry planes را در قسمت نوشتار Label تایپ کنید . |
3 | قسمت Input Entities را پیدا کنید . از لیست سطح نهاد هندسی ، Boundary را انتخاب کنید . |
4 | فقط مرزهای 2، 5 و 22 را انتخاب کنید. |
می توان
1 | در نوار ابزار تعاریف ، روی  Explicit کلیک کنید . |
2 | در پنجره تنظیمات برای Explicit ، Can را در قسمت نوشتار Label تایپ کنید . |
3 | قسمت Input Entities را پیدا کنید . از لیست سطح نهاد هندسی ، Boundary را انتخاب کنید . |
4 | فقط مرزهای 7-9، 12، 16، 17 و 20 را انتخاب کنید.  |
میانگین 1 (aveop1)
یک جفت غیرمحلی برای دمای متوسط در مواد باتری فعال مدل حرارتی سه بعدی برای استفاده در مدل باتری یک بعدی تعریف کنید.
1 | در نوار ابزار تعاریف ، روی  Nonlocal Couplings کلیک کنید و میانگین را انتخاب کنید . |
2 | در پنجره تنظیمات برای میانگین ، بخش انتخاب منبع را پیدا کنید . |
3 | از لیست انتخاب ، Active Battery Material را انتخاب کنید . |
ویژگی های مشترک
حالا به کامپوننت 1 (مدل باتری 1 بعدی) بروید و یک ورودی مدل برای دمای متوسط از مدل حرارتی سه بعدی تعریف کنید. از nojac() برای بهبود همگرایی حلگر وابسته به زمان استفاده کنید .
ورودی مدل 1
1 | در پنجره Model Builder ، گره Component 1 (comp1)>Definitions>Shared Properties را گسترش دهید ، سپس روی Model Input 1 کلیک کنید . |
2 | در پنجره تنظیمات برای ورودی مدل ، قسمت Definition را پیدا کنید . |
3 | در قسمت متن، nojac(comp2.aveop1(comp2.T)) را تایپ کنید . |
تعاریف (COMP1)
میانگین 2 (aveop2)
1 | در نوار ابزار تعاریف ، روی  Nonlocal Couplings کلیک کنید و میانگین را انتخاب کنید . |
این عملگر متوسط تعریف شده در مولفه 1 برای مدل سلول باتری 1 بعدی برای محاسبه یک منبع حرارت متوسط برای جفت شدن به مدل انتقال حرارت سه بعدی استفاده می شود.
2 | در پنجره تنظیمات برای میانگین ، بخش انتخاب منبع را پیدا کنید . |
3 | از لیست انتخاب ، همه دامنه ها را انتخاب کنید . |
تعاریف (COMP2)
اکنون به Component 2 (مدل انتقال حرارت سه بعدی) بروید و یک متغیر برای منبع گرما تعریف کنید. از nojac() برای بهبود همگرایی حلگر وابسته به زمان استفاده کنید .
1 | در پنجره Model Builder ، در قسمت Component 2 (comp2) روی Definitions کلیک کنید . |
2 | روی گره Component 2 کلیک کنید . |
متغیرها 2
1 | در نوار ابزار تعاریف ، روی متغیرهای  محلی کلیک کنید . |
2 | در پنجره تنظیمات برای متغیرها ، بخش متغیرها را پیدا کنید . |
3 | در جدول تنظیمات زیر را وارد کنید: |
نام | اصطلاح | واحد | شرح |
Qh | nojac(comp1.aveop2(comp1.liion.Qh))*(L_neg+L_sep+L_pos)/L_batt*((r_batt-d_can)^2-r_mandrel^2)*(h_batt-d_can*2)/((r_batt^ 2-r_mandrel^2)*h_batt) | W/m³ | منبع حرارت متوسط از مدل باتری 1d |
r | sqrt(x^2+y^2) | متر | شعاع |
تعاریف (COMP1)
عبارت Point Probe 1 (CellVoltageProbe)
1 | در پنجره Model Builder ، گره Domain Point Probe 1 را گسترش دهید ، سپس روی Point Probe Expression 1 (CellVoltageProbe) کلیک کنید . |
2 | در پنجره تنظیمات برای Point Probe Expression ، برای گسترش بخش Table and Window Settings کلیک کنید . |
3 |  روی Add Plot Window کلیک کنید . |
تعاریف (COMP2)
در پنجره Model Builder ، در قسمت Component 2 (comp2) روی Definitions کلیک کنید .
Domain Probe 1 (dom1)
1 | در نوار ابزار تعاریف ، روی  Probes کلیک کنید و Domain Probe را انتخاب کنید . |
2 | در پنجره تنظیمات برای Domain Probe ، MeanT را در قسمت متن نام متغیر تایپ کنید . |
3 | بخش انتخاب منبع را پیدا کنید . از لیست انتخاب ، Active Battery Material را انتخاب کنید . |
4 | قسمت Expression را پیدا کنید . در قسمت متن Expression ، T-T_inlet را تایپ کنید . |
5 | کلیک کنید تا قسمت Table and Window Settings گسترش یابد . از لیست پنجره Plot ، Probe Plot 1 را انتخاب کنید . |
Domain Probe 2 (dom2)
1 | در نوار ابزار تعاریف ، روی  Probes کلیک کنید و Domain Probe را انتخاب کنید . |
2 | در پنجره تنظیمات برای Domain Probe ، قسمت Probe Type را پیدا کنید . |
3 | از لیست نوع ، حداکثر را انتخاب کنید . |
4 | در قسمت متن نام متغیر ، MaxT را تایپ کنید . |
5 | بخش انتخاب منبع را پیدا کنید . از لیست انتخاب ، Active Battery Material را انتخاب کنید . |
6 | قسمت Expression را پیدا کنید . در قسمت متن Expression ، T-T_inlet را تایپ کنید . |
7 | قسمت Table and Window Settings را پیدا کنید . از لیست پنجره Plot ، Probe Plot 1 را انتخاب کنید . |
Domain Probe 3 (dom3)
1 | در نوار ابزار تعاریف ، روی  Probes کلیک کنید و Domain Probe را انتخاب کنید . |
2 | در پنجره تنظیمات برای Domain Probe ، قسمت Probe Type را پیدا کنید . |
3 | از لیست نوع ، حداقل را انتخاب کنید . |
4 | در قسمت متن نام متغیر ، MinT را تایپ کنید . |
5 | بخش انتخاب منبع را پیدا کنید . از لیست انتخاب ، Active Battery Material را انتخاب کنید . |
6 | قسمت Expression را پیدا کنید . در قسمت متن Expression ، T-T_inlet را تایپ کنید . |
7 | قسمت Table and Window Settings را پیدا کنید . از لیست پنجره Plot ، Probe Plot 1 را انتخاب کنید . |
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، Built-in>Steel AISI 4340 را انتخاب کنید . |
4 | روی Add to Component در نوار ابزار پنجره کلیک کنید . |
5 | در درخت، Built-in>Nylon را انتخاب کنید . |
6 | روی Add to Component در نوار ابزار پنجره کلیک کنید . |
7 | در درخت، Built-in>Air را انتخاب کنید . |
8 | روی Add to Component در نوار ابزار پنجره کلیک کنید . |
9 | در درخت، Built-in>Steel AISI 4340 را انتخاب کنید . |
10 | روی Add to Component در نوار ابزار پنجره کلیک کنید . |
11 | در نوار ابزار Home ، روی  Add Material کلیک کنید تا پنجره Add Material بسته شود . |
مواد
فولاد AISI 4340 (mat4)
1 | در پنجره Model Builder ، در قسمت Component 2 (comp2)>Materials روی Steel AISI 4340 (mat4) کلیک کنید . |
2 | در پنجره تنظیمات برای مواد ، قسمت انتخاب موجودیت هندسی را پیدا کنید . |
3 | از لیست انتخاب ، اتصال باتری را انتخاب کنید . |
نایلون (mat5)
1 | در پنجره Model Builder ، روی نایلون (mat5) کلیک کنید . |
2 | در پنجره تنظیمات برای مواد ، قسمت انتخاب موجودیت هندسی را پیدا کنید . |
3 | از لیست انتخاب ، Mandrel را انتخاب کنید . |
آب (mat6)
1 | در پنجره Model Builder ، روی Air (mat6) کلیک کنید . |
2 | در پنجره تنظیمات برای مواد ، قسمت انتخاب موجودیت هندسی را پیدا کنید . |
3 | از لیست Selection ، Flow Compartment را انتخاب کنید . |
فولاد AISI 4340.1 (mat7)
1 | در پنجره Model Builder ، روی Steel AISI 4340.1 (mat7) کلیک کنید . |
2 | در پنجره تنظیمات برای مواد ، قسمت انتخاب موجودیت هندسی را پیدا کنید . |
3 | از لیست سطح نهاد هندسی ، Boundary را انتخاب کنید . |
4 | از لیست انتخاب ، Can را انتخاب کنید . |
تعاریف (COMP2)
یک سیستم مختصات استوانه ای برای کنترل رسانایی گرمایی ارتوتروپیک در ماده باتری فعال اضافه کنید.
سیستم استوانه ای 2 (sys2)
در نوار ابزار تعاریف ، روی Coordinate Systems کلیک کنید و سیستم استوانه ای را انتخاب کنید .
Coordinate Systems کلیک کنید و سیستم استوانه ای را انتخاب کنید .انتقال حرارت در جامدات و سیالات (HT)
جامد 2
1 | در پنجره Model Builder ، در قسمت Component 2 (comp2) روی Transfer Heat in Solids and Fluids (ht) کلیک راست کرده و Solid را انتخاب کنید . |
2 | در پنجره تنظیمات برای Solid ، بخش انتخاب دامنه را پیدا کنید . |
3 | از لیست انتخاب ، Active Battery Material را انتخاب کنید . |
4 | قسمت Coordinate System Selection را پیدا کنید . از لیست سیستم مختصات ، سیستم استوانه ای 2 (sys2) را انتخاب کنید . |
5 | بخش رسانش گرما ، جامد را پیدا کنید . از فهرست k ، User defined را انتخاب کنید . از لیست، مورب را انتخاب کنید . |
6 | در جدول k تنظیمات زیر را وارد کنید: |
kT_batt_r | 0 | 0 |
0 | kT_batt_ang | 0 |
0 | 0 | kT_batt_ang |
7 | بخش ترمودینامیک، جامد را پیدا کنید . از لیست ρ ، User defined را انتخاب کنید . در قسمت متن مرتبط، rho_batt را تایپ کنید . |
8 | از لیست C p ، User defined را انتخاب کنید . در قسمت متن مرتبط، Cp_batt را تایپ کنید . |
منبع حرارت 1
1 | در نوار ابزار Physics ، روی  Domains کلیک کنید و منبع حرارت را انتخاب کنید . |
2 | در پنجره تنظیمات برای منبع گرما ، بخش انتخاب دامنه را پیدا کنید . |
3 | از لیست انتخاب ، Active Battery Material را انتخاب کنید . |
4 | قسمت منبع حرارت را پیدا کنید . در قسمت متنی Q 0 ، Qh را تایپ کنید . |
جریان آرام (SPF)
1 | در پنجره Model Builder ، در قسمت Component 2 (comp2) روی Laminar Flow (spf) کلیک کنید . |
2 | در پنجره Settings for Laminar Flow ، بخش Domain Selection را پیدا کنید . |
3 | از لیست Selection ، Flow Compartment را انتخاب کنید . |
انتقال حرارت در جامدات و سیالات (HT)
مایع 1
1 | در پنجره Model Builder ، در قسمت Component 2 (comp2)>Heat Transfer in Solids and Fluids (ht) روی Fluid 1 کلیک کنید . |
2 | در پنجره تنظیمات برای Fluid ، بخش انتخاب دامنه را پیدا کنید . |
3 | از لیست Selection ، Flow Compartment را انتخاب کنید . |
دما 1
1 | در نوار ابزار Physics ، روی  Boundaries کلیک کنید و Temperature را انتخاب کنید . |
2 | در پنجره تنظیمات دما ، قسمت انتخاب مرز را پیدا کنید . |
3 | از لیست انتخاب ، ورودی را انتخاب کنید . |
4 | بخش دما را پیدا کنید . در قسمت متنی T 0 ، T_inlet را تایپ کنید . |
خروجی 1
1 | در نوار ابزار Physics ، روی  Boundaries کلیک کنید و Outflow را انتخاب کنید . |
2 | در پنجره تنظیمات خروجی ، قسمت انتخاب مرز را پیدا کنید . |
3 | از لیست انتخاب ، Outlet را انتخاب کنید . |
جریان آرام (SPF)
در پنجره Model Builder ، در قسمت Component 2 (comp2) روی Laminar Flow (spf) کلیک 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 . |
4 | بخش شرایط فشار را پیدا کنید . چک باکس Normal flow 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 انتخاب ، ورودی را انتخاب کنید . |
4 | قسمت Velocity را پیدا کنید . در قسمت متنی U 0 ، V_in را تایپ کنید . |
تقارن 1
1 | در نوار ابزار Physics ، روی  Boundaries کلیک کنید و Symmetry را انتخاب کنید . |
2 | در پنجره تنظیمات برای تقارن ، قسمت انتخاب مرز را پیدا کنید . |
3 | از لیست انتخاب ، سطوح Symmetry را انتخاب کنید . |
انتقال حرارت در جامدات و سیالات (HT)
1 | در پنجره Model Builder ، در قسمت Component 2 (comp2) روی Transfer Heat in Solids and Fluids (ht) کلیک کنید . |
2 | در پنجره تنظیمات برای انتقال حرارت در جامدات و سیالات ، بخش Physical Model را پیدا کنید . |
3 | در قسمت متن T ref ، T_init را تایپ کنید . |
مقادیر اولیه 1
1 | در پنجره Model Builder ، در قسمت Component 2 (comp2)>Heat Transfer in Solids and Fluids (ht) روی مقادیر اولیه 1 کلیک کنید . |
2 | در پنجره تنظیمات برای مقادیر اولیه ، قسمت مقادیر اولیه را پیدا کنید . |
3 | در قسمت متن T ، T_init را تایپ کنید . |
مش 2
سایز 1
1 | در پنجره Model Builder ، در قسمت Component 2 (comp2) روی Mesh 2 کلیک راست کرده و Size را انتخاب کنید . |
2 | در پنجره تنظیمات برای اندازه ، قسمت انتخاب موجودیت هندسی را پیدا کنید . |
3 | از لیست سطح نهاد هندسی ، دامنه را انتخاب کنید . |
4 | از لیست Selection ، Flow Compartment را انتخاب کنید . |
5 | بخش اندازه عنصر را پیدا کنید . از فهرست Calibrate for ، Fluid dynamics را انتخاب کنید . |
6 | از لیست Predefined ، Fine را انتخاب 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 | فقط دامنه های 1، 2 و 4 را انتخاب کنید. |
5 | برای گسترش بخش Sweep Method کلیک کنید . از لیست روش مش‌بندی چهره ، مثلثی (تولید منشور) را انتخاب کنید . |
توزیع 1
1 | روی Swept 1 کلیک راست کرده و Distribution را انتخاب کنید . |
2 | در پنجره تنظیمات برای توزیع ، بخش توزیع را پیدا کنید . |
3 | در فیلد متنی Number of element ، 10 را تایپ کنید . |
4 |  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 ، برای گسترش بخش Control Entities کلیک کنید . |
3 | کادر تیک Smooth seranserî نهادهای کنترل حذف شده را پاک کنید . |
4 |  روی Build Selected کلیک کنید . |
لایه های مرزی 1
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 Selection ، Flow Compartment را انتخاب کنید . |
ویژگی های لایه مرزی
1 | در پنجره Model Builder ، روی Boundary Layer Properties کلیک کنید . |
2 | فقط مرزهای 3، 4، 7، 9، 11، 19، 20 و 23-25 را انتخاب کنید.  |
3 | در پنجره تنظیمات برای ویژگی های لایه مرزی ، قسمت لایه ها را پیدا کنید . |
4 | در قسمت متنی Number of layers عدد 2 را تایپ کنید . |
5 | از لیست مشخصات ضخامت ، اولین لایه را انتخاب کنید . |
6 | در قسمت متن Thickness ، 2e-4 را تایپ کنید . |
لایه های مرزی 1
1 | در پنجره Model Builder ، روی Boundary Layers 1 کلیک کنید . |
2 | در پنجره تنظیمات برای لایه های مرزی ، برای گسترش بخش Transition کلیک کنید . |
3 | کادر بررسی Smooth transition to interior mesh را پاک کنید . |
4 |  روی Build Selected کلیک کنید . |
اضافه کردن مطالعه
1 | در نوار ابزار Home ، روی  Add Study کلیک کنید تا پنجره Add Study باز شود . |
2 | به پنجره Add Study بروید . |
3 | زیربخش مطالعات را پیدا کنید . در درخت انتخاب مطالعه ، General Studies>Stationary را انتخاب کنید . |
4 | روی Add Study در نوار ابزار پنجره کلیک کنید . |
5 | در پنجره Model Builder ، روی گره ریشه کلیک کنید. |
6 | در نوار ابزار Home ، روی  Add Study کلیک کنید تا پنجره Add Study بسته شود . |
مطالعه 1
مرحله 1: ثابت
1 | در پنجره تنظیمات برای Stationary ، بخش Physics and Variables Selection را پیدا کنید . |
2 | در جدول، کادرهای حل برای باتری لیتیوم یون (lion) و انتقال حرارت در جامدات و سیالات (ht) را پاک کنید . |
3 | در جدول، کادر حل برای جریان غیر گرمایی 1 (nitf1) را پاک کنید . |
راه اندازی توزیع فعلی
در نوار ابزار مطالعه ، روی Study Steps کلیک کنید و Other>Current Distribution Initialization را انتخاب کنید .
Study Steps کلیک کنید و Other>Current Distribution Initialization را انتخاب کنید .وابسته به زمان
1 | در نوار ابزار مطالعه ، روی  Study Steps کلیک کنید و Time Dependent> Time Dependent را انتخاب کنید . |
چرخه چگالی جریان موج مربعی که ما اعمال می کنیم منجر به گذرا می شود. با این حال، همانطور که می‌دانیم در چه زمان‌هایی چگالی جریان تغییر می‌کند، می‌توانیم یک مرحله زمانی دقیق را با مقادیر سفارشی زمان‌ها ترکیب کنیم. سپس، برای حل‌کننده راهنمایی می‌کنیم که کدام زمان‌ها برای حل خوب حیاتی‌تر هستند. انجام این کار به همگرایی کمک می کند.
2 | در پنجره تنظیمات مربوط به زمان وابسته ، قسمت تنظیمات مطالعه را پیدا کنید . |
3 | در قسمت متنی زمان خروجی ، 0 299.95 300 599.95 600 899.95 900 1199.95 1200 1499.95 1500 2100 را تایپ کنید . |
4 | قسمت Physics and Variables Selection را پیدا کنید . در جدول، کادر حل برای جریان لایه (spf) را پاک کنید . |
راه حل 1 (sol1)
با ایجاد چند تغییر بیشتر در حلگر وابسته به زمان، می توانیم همگرایی را بهبود بخشیم. گام دقیق زمانی انتخاب شده است که به ما امکان می دهد زمان هایی را که حل کننده حل می کند را کنترل کنیم. همانطور که می دانیم که مدل با یک پله در چگالی جریان در زمان 0 شروع می شود، انتخاب دستی اندازه گام اولیه کوچک به همگرایی کمک می کند. بدون آن، حل کننده با یک اندازه گام بزرگتر (به طور پیش فرض 0.1٪ زمان پایان) شروع می کند، جایی که نمی تواند همگرایی را پیدا کند. استفاده از حل کننده خودکار (نیوتن) برای مسئله الکتروشیمی غیرخطی مناسب است. جابجایی مرحله تفکیک شده برای مسئله الکتروشیمی به بالا نیز می تواند باعث افزایش سرعت اضافی شود، زیرا جزء الکتروشیمیایی 1 بعدی چیزی است که منبع گرما را تولید می کند.
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 Time-Dependent Solver 1 کلیک کنید . |
3 | در پنجره تنظیمات برای حل وابسته به زمان ، برای گسترش بخش Time Steping کلیک کنید . |
4 | کادر مرحله اولیه را انتخاب کنید . |
5 | از لیست مراحل انجام شده توسط حل کننده ، Strict را انتخاب کنید . |
6 | برای گسترش بخش Advanced کلیک کنید . قسمت Time Steping را پیدا کنید . زیربخش تنظیمات متغیر جبری را پیدا کنید . از لیست اولیه سازی سازگار ، خاموش را انتخاب کنید . |
7 | در پنجره Model Builder ، Study 1>Solver Configurations>Solution 1 (sol1)>Time-Dependent Solver 1>Segregated 1 node را گسترش دهید ، سپس روی توزیع جریان باتری کلیک کنید . |
8 | در پنجره Settings برای Segregated Step ، روی قسمت Method and Termination کلیک کنید . |
9 | از لیست روش غیر خطی ، خودکار (نیوتن) را انتخاب کنید . |
10 | روی Study 1>Solver Configurations>Solution 1 (sol1)>Time-Dependent Solver 1>Segregated 1>Battery فعلی توزیع کلیک راست کرده و Move Up را انتخاب کنید . |
11 | در پنجره Model Builder ، روی Study 1 کلیک کنید . |
12 | در پنجره تنظیمات برای مطالعه ، قسمت تنظیمات مطالعه را پیدا کنید . |
13 | تیک Generate defaults defaults را پاک کنید . |
14 | در نوار ابزار مطالعه ،  روی محاسبه کلیک کنید . |
نتایج
گروه طرح پروب 1
1 | در پنجره Model Builder ، گره Results>Probe Plot Group 1 را گسترش دهید ، سپس روی Probe Plot Group 1 کلیک کنید . |
2 | در پنجره تنظیمات برای گروه طرح 1 بعدی ، برای گسترش بخش عنوان کلیک کنید . |
3 | از لیست نوع عنوان ، دستی را انتخاب کنید . |
4 | در قسمت متن عنوان ، Cell potencial را تایپ کنید و بارگذاری کنید . |
5 | قسمت Plot Settings را پیدا کنید . چک باکس Two y-axes را انتخاب کنید . |
6 | کادر بررسی برچسب محور y را انتخاب کنید . در فیلد متن مرتبط، سلول پتانسیل (V) را تایپ کنید . |
7 | چک باکس Secondary y-axis label را انتخاب کنید . در فیلد متن مرتبط، بار باتری (1) را تایپ کنید . |
8 | قسمت Legend را پیدا کنید . از لیست موقعیت ، پایین سمت راست را انتخاب کنید . |
پتانسیل سلولی
1 | در پنجره Model Builder ، در Results>Probe Plot Group 1 روی Probe Table Graph 1 کلیک کنید . |
2 | در پنجره تنظیمات برای نمودار جدول ، Cell Potential را در قسمت نوشتار برچسب تایپ کنید . |
3 | برای گسترش بخش Legends کلیک کنید . از فهرست Legends ، Manual را انتخاب کنید . |
4 | در جدول تنظیمات زیر را وارد کنید: |
افسانه ها |
پتانسیل سلولی (V) |
بار باتری (C-rate)
1 | روی Cell Potential کلیک راست کرده و Duplicate را انتخاب کنید . |
2 | در پنجره تنظیمات برای نمودار جدول ، بخش داده را پیدا کنید . |
3 | در فهرست ستون‌ها ، i_app/i_1C را انتخاب کنید . |
4 | قسمت Legends را پیدا کنید . در جدول تنظیمات زیر را وارد کنید: |
افسانه ها |
بار باتری (C-rate) |
5 | بخش y-Axis را پیدا کنید . کادر Plot on secondary y-axis را انتخاب کنید . |
6 | در نوار ابزار Probe Plot Group 1 ، روی  Plot کلیک کنید . |
7 | در قسمت نوشتار برچسب ، بار باتری (C-rate) را تایپ کنید . |
Probe Plot Group 2
1 | در پنجره Model Builder ، گره Results>Probe Plot Group 2 را گسترش دهید ، سپس روی Probe Plot Group 2 کلیک کنید . |
2 | در پنجره Settings for 1D Plot Group ، قسمت Title را پیدا کنید . |
3 | از لیست نوع عنوان ، دستی را انتخاب کنید . |
4 | در قسمت متن عنوان ، Temperature change and load را تایپ کنید . |
5 | قسمت Plot Settings را پیدا کنید . چک باکس Two y-axes را انتخاب کنید . |
6 | کادر بررسی برچسب محور y را انتخاب کنید . در قسمت متن مرتبط، \DELTA T (K) را تایپ کنید . |
7 | چک باکس Secondary y-axis label را انتخاب کنید . در فیلد متن مرتبط، بار باتری (1) را تایپ کنید . |
8 | قسمت Legend را پیدا کنید . از لیست موقعیت ، پایین سمت راست را انتخاب کنید . |
نمودار جدول پروب 1
1 | در پنجره Model Builder ، روی Probe Table Graph 1 کلیک کنید . |
2 | در پنجره تنظیمات برای نمودار جدول ، بخش داده را پیدا کنید . |
3 | در فهرست ستون‌ها ، T-T_inlet (K)، Domain Probe 1 ، T-T_inlet (K)، Domain Probe 2 ، و T-T_inlet (K)، Domain Probe 3 را انتخاب کنید . |
4 | قسمت Legends را پیدا کنید . از فهرست Legends ، Manual را انتخاب کنید . |
5 | در جدول تنظیمات زیر را وارد کنید: |
افسانه ها |
منظور داشتن |
حداکثر |
حداقل |
6 | در نوار ابزار Probe Plot Group 2 ، روی  Plot کلیک کنید . |
بار باتری
1 | در پنجره Model Builder ، روی Probe Plot Group 2 کلیک راست کرده و Table Graph را انتخاب کنید . |
2 | در پنجره تنظیمات برای نمودار جدول ، بخش داده را پیدا کنید . |
3 | از فهرست ستون‌های Plot ، Manual را انتخاب کنید . |
4 | در فهرست ستون‌ها ، i_app/i_1C را انتخاب کنید . |
5 | بخش y-Axis را پیدا کنید . کادر Plot on secondary y-axis را انتخاب کنید . |
6 | قسمت Legends را پیدا کنید . تیک Show legends را انتخاب کنید . |
7 | از فهرست Legends ، Manual را انتخاب کنید . |
8 | در جدول تنظیمات زیر را وارد کنید: |
افسانه ها |
بار باتری (C-rate) |
9 | در قسمت نوشتار برچسب ، بار باتری را تایپ کنید . |
درجه حرارت
1 | در پنجره Model Builder ، در Results>Probe Plot Group 2 روی Probe Table Graph 1 کلیک کنید . |
2 | در پنجره تنظیمات نمودار جدول ، دما را در قسمت متن برچسب تایپ کنید . |
3 | در نوار ابزار Probe Plot Group 2 ، روی  Plot کلیک کنید . |
4 |  روی دکمه Zoom Extents در نوار ابزار Graphics کلیک کنید . |
تعاریف (COMP2)
در پنجره Model Builder ، در قسمت Component 2 (comp2)>Definitions روی Selections کلیک کنید .
سطح باتری
1 | در نوار ابزار تعاریف ،  روی مجاور کلیک کنید . |
2 | در پنجره تنظیمات برای مجاور ، بخش Input Entities را پیدا کنید . |
3 | در قسمت انتخاب‌های ورودی ، روی افزودن کلیک کنید .  |
4 | در کادر محاوره‌ای افزودن ، در فهرست انتخاب‌های ورودی ، Active Battery Material ، Battery Connector و Mandrel را انتخاب کنید . |
5 | روی OK کلیک کنید . |
6 | در پنجره تنظیمات برای مجاور ، بخش Output Entities را پیدا کنید . |
7 | کادر داخلی مرزها را انتخاب کنید . |
8 | در قسمت نوشتار برچسب ، Battery Surface را تایپ کنید . |
نتایج
مطالعه 1 / راه حل 1 (9) (sol1)
1 | در نوار ابزار Results ، روی  More Datasets کلیک کنید و Solution را انتخاب کنید . |
2 | در پنجره تنظیمات راه حل ، بخش راه حل را پیدا کنید . |
3 | از لیست Component ، Component 2 (comp2) را انتخاب کنید . |
انتخاب
1 | در نوار ابزار نتایج ، روی  ویژگی ها کلیک کنید و Selection را انتخاب کنید . |
2 | در پنجره تنظیمات برای انتخاب ، قسمت انتخاب موجودیت هندسی را پیدا کنید . |
3 | از لیست سطح نهاد هندسی ، Boundary را انتخاب کنید . |
4 | از لیست انتخاب ، سطح باتری را انتخاب کنید . |
5 |  روی دکمه Transparency در نوار ابزار Graphics کلیک کنید . |
دما و جریان
1 | در نوار ابزار نتایج ، روی  3D Plot Group کلیک کنید . |
2 | در پنجره تنظیمات برای گروه طرح سه بعدی ، Temperature و flow را در قسمت نوشتار Label تایپ کنید . |
3 | قسمت Plot Settings را پیدا کنید . کادر بررسی لبه های مجموعه داده Plot را پاک کنید . |
4 | قسمت Data را پیدا کنید . از لیست Dataset ، None را انتخاب کنید . |
سطح 1
1 | روی Temperature and flow کلیک راست کرده و Surface را انتخاب کنید . |
2 | در پنجره تنظیمات برای Surface ، بخش Data را پیدا کنید . |
3 | از فهرست مجموعه داده ، مطالعه 1/راه حل 1 (9) (sol1) را انتخاب کنید . |
4 | از لیست زمان (ها) ، 1500 (2) را انتخاب کنید . |
5 | قسمت Expression را پیدا کنید . در قسمت Expression text، T را تایپ کنید . |
6 | قسمت Coloring and Style را پیدا کنید .  روی تغییر جدول رنگ کلیک کنید . |
7 | در کادر محاوره ای Color Table ، Thermal>Thermal را در درخت انتخاب کنید. |
8 | روی OK کلیک کنید . |
9 | در نوار ابزار دما و جریان ، روی  Plot کلیک کنید . |
ساده 1
1 | در پنجره Model Builder ، روی Temperature and flow کلیک راست کرده و Streamline را انتخاب کنید . |
2 | در پنجره تنظیمات برای Streamline ، بخش Data را پیدا کنید . |
3 | از فهرست مجموعه داده ، مطالعه 1/راه حل 1 (9) (sol1) را انتخاب کنید . |
4 | از لیست زمان (ها) ، 1500 (2) را انتخاب کنید . |
5 | روی Replace Expression در گوشه سمت راست بالای بخش Expression کلیک کنید . از منو، Component 2 (comp2)>Laminar Flow>Velocity and Press>u,v,w – فیلد سرعت را انتخاب کنید . |
6 | بخش Streamline Positioning را پیدا کنید . از لیست موقعیت یابی ، روی مرزهای انتخاب شده را انتخاب کنید . |
7 | قسمت Selection را پیدا کنید . از لیست انتخاب ، ورودی را انتخاب کنید . |
8 | قسمت Coloring and Style را پیدا کنید . زیربخش Line style را پیدا کنید . از لیست Type ، Ribbon را انتخاب کنید . |
بیان رنگ 1
1 | روی Streamline 1 کلیک راست کرده و Color Expression را انتخاب کنید . |
2 | در پنجره تنظیمات برای Color Expression ، روی Replace Expression در گوشه سمت راست بالای بخش Expression کلیک کنید . از منو، Component 2 (comp2)>Laminar Flow>Velocity and Press>spf.U – Velocity magnitude – m/s را انتخاب کنید . |
3 | در نوار ابزار دما و جریان ، روی  Plot کلیک کنید . |
4 |  روی دکمه Zoom Extents در نوار ابزار Graphics کلیک کنید . |
چرخه بار
1 | در پنجره Model Builder ، در زیر Results روی Probe Plot Group 1 کلیک راست کرده و Rename را انتخاب کنید . |
2 | در کادر گفتگوی Rename 1D Plot Group ، Load cycle را در قسمت متن برچسب جدید تایپ کنید . |
3 | روی OK کلیک کنید . |
دما در مقابل زمان
1 | در پنجره Model Builder ، روی Probe Plot Group 2 کلیک راست کرده و Rename را انتخاب کنید . |
2 | در کادر محاوره‌ای Rename 1D Plot Group ، Temperature vs. Time را در قسمت متن برچسب جدید تایپ کنید . |
3 | روی OK کلیک کنید . |
به منظور شبیه سازی یک رویکرد جفت شده دو طرفه برای محاسبه جریان و دما، می توان یک مطالعه جدید را مانند بالا تنظیم کرد، اما با حل جریان آرام در مرحله مطالعه وابسته به زمان . نموداری برای مقایسه رویکردهای جفت شده دو طرفه و یک طرفه را می توان با استفاده از مجموعه داده های Join برای ارزیابی تفاوت در دمای باتری و جریان هوا بین دو راه حل ایجاد کرد.
برای سناریوی مورد مطالعه در این مدل، راه‌حل‌های به‌دست‌آمده با رویکردهای جفت‌شده دو طرفه و یک‌جهت نسبتاً نزدیک هستند، در حالی که رویکرد جفت‌شده یک‌سویه بسیار سریع‌تر حل می‌شود.
