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在鋰離子電池研究中，利用COMSOL進(jìn)行多孔顆粒夾雜電流計(jì)算模擬多孔顆粒中的電流分布情況，可以深入了解材料內(nèi)部的電傳輸機(jī)制。這對(duì)于設(shè)計(jì)高性能電池、超級(jí)電容器等能量存儲(chǔ)設(shè)備至關(guān)重要。本案例中建立球形多孔結(jié)構(gòu)（或顆粒夾雜）模型，并通過(guò)COMSOL研究在包含非導(dǎo)電顆粒夾雜的電解質(zhì)中電流分布情況。

在實(shí)際工程中滲流路徑往往不是單一材料，如滲流發(fā)生在夾雜碎石的土體中，這就造成滲流的復(fù)雜性。這里采用兩項(xiàng)材料通過(guò)COMSOL達(dá)西定律模塊對(duì)滲流進(jìn)行模擬。 模型采用CAD隨機(jī)球體顆粒&過(guò)渡區(qū)插件建立后導(dǎo)入到COMSOL軟件內(nèi)。

，對(duì)于二維模型而言，有一定編程基礎(chǔ)的人而言，這個(gè)工作量還可以，但是即便如此，對(duì)于三維模型，很多編程高手也是無(wú)可奈何，不僅要花費(fèi)大量的時(shí)間，還不一定搞的出來(lái)，即便搞的出來(lái)，也都不通用，因?yàn)槊總€(gè)人的需求不同，比如：顆粒形狀、填充率、單相或者多相等等，所以對(duì)于2d或3d夾雜、顆粒或孔隙模型的建立，很多人望而卻步，花費(fèi)了大量時(shí)間學(xué)習(xí)還沒(méi)有搞定。

● 內(nèi)生夾雜物 在鋼的熔煉、凝固過(guò)程中，脫氧、脫硫產(chǎn)物，以及隨溫度下降，S、O、N等雜質(zhì)元素的溶解度下降，于是這些不溶解的雜質(zhì)元素就形成非金屬化合物在鋼中沉淀析出，最后留在鋼錠中。內(nèi)生夾雜物分布相對(duì)均勻，顆粒一般比較細(xì)小。

當(dāng)采用Cast-Designer的Post-Solver對(duì)相應(yīng)的氣體運(yùn)動(dòng)與卷氣進(jìn)行分析時(shí)（我們稱為阻塞氣體質(zhì)量法），相當(dāng)每個(gè)節(jié)點(diǎn)上都有一個(gè)氣體顆粒，這些顆粒會(huì)隨著金屬液體的運(yùn)動(dòng)而運(yùn)動(dòng)，且會(huì)自由組合和分裂，這些顆粒會(huì)被移動(dòng)并壓縮直到填充結(jié)束。觀察沖填結(jié)束時(shí)的結(jié)果，可以注意到，最高濃度的氣體顆粒位于實(shí)際鑄件中存在氣體缺陷的相同區(qū)域。圖5 節(jié)點(diǎn)上的氣體質(zhì)量，這些氣體將導(dǎo)致直接的氣孔缺陷。

<p>此貼給出了使用MATLAB建立隨機(jī)分布顆粒骨料模型的建立方式，而且模型建立后導(dǎo)入abaqus的方法，由于描述過(guò)于繁瑣，也沒(méi)時(shí)間寫(xiě)，詳細(xì)步奏暫未給出，暫時(shí)就只上效果圖了，另外對(duì)于使用Python語(yǔ)言直接在abaqus建立模型的方法也有給出，需要的同學(xué)可以速聯(lián)系</p><p><br></p><div contenteditable="false" width="100%"><img src="https

結(jié)果顯示，不同粒徑的粉末顆粒在不同水平截面分布不同，較粗顆粒主要集中在霧化錐外側(cè)，而較細(xì)的顆粒則主要分布在霧化錐內(nèi)部，霧化錐分散角度和實(shí)際拍攝的金屬霧化錐角度基本吻合(圖6)。

過(guò)濾網(wǎng)受孔洞大小限制，只能過(guò)濾顆粒較大的宏觀類浮渣，假若其孔洞小到可以過(guò)濾以微米計(jì)算的微觀夾雜物，鐵水如何順暢通過(guò)而進(jìn)入鑄型？因此我們認(rèn)為：過(guò)濾網(wǎng)只能過(guò)濾扒渣未盡的鐵水表面浮渣。聚渣劑只能聚集鐵水表面浮渣而方便扒出，是一種常識(shí)，無(wú)須多議。

過(guò)濾網(wǎng)能清除鐵水中的夾雜物嗎?過(guò)濾網(wǎng)受孔洞大小限制，只能過(guò)濾顆粒較大的宏觀類浮渣，假若其孔洞小到可以過(guò)濾以微米計(jì)算的微觀夾雜物，鐵水如何順暢通過(guò)而進(jìn)入鑄型？因此我們認(rèn)為：過(guò)濾網(wǎng)只能過(guò)濾扒渣未盡的鐵水表面浮渣。 聚渣劑只能聚集鐵水表面浮渣而方便扒出，是一種常識(shí)，無(wú)須多議。

過(guò)濾網(wǎng)能清除鐵水中的夾雜物嗎?過(guò)濾網(wǎng)受孔洞大小限制，只能過(guò)濾顆粒較大的宏觀類浮渣，假若其孔洞小到可以過(guò)濾以微米計(jì)算的微觀夾雜物，鐵水如何順暢通過(guò)而進(jìn)入鑄型？因此我們認(rèn)為：過(guò)濾網(wǎng)只能過(guò)濾扒渣未盡的鐵水表面浮渣。 聚渣劑只能聚集鐵水表面浮渣而方便扒出，是一種常識(shí)，無(wú)須多議。

同是粒狀珠光體，其滲碳體顆粒越細(xì)小，則疲勞強(qiáng)度越高。 顯微組織對(duì)材料疲勞性能的影響，除了和各種組織本身的機(jī)械性能特性有關(guān)外，還和晶粒度以及復(fù)合組織中組織的分布特征有關(guān)。細(xì)化晶粒可提高材料的疲勞強(qiáng)度。 7.

同是粒狀珠光體，其滲碳體顆粒越細(xì)小，則疲勞強(qiáng)度越高。顯微組織對(duì)材料疲勞性能的影響，除了和各種組織本身的機(jī)械性能特性有關(guān)外，還和晶粒度以及復(fù)合組織中組織的分布特征有關(guān)。細(xì)化晶粒可提高材料的疲勞強(qiáng)度。

物料顆粒群在進(jìn)入管道初始，沿曲線管道運(yùn)動(dòng)的物料顆粒群會(huì)帶著顆粒間隙中的氣體以及緊挨著顆粒群的氣體流動(dòng)，形成誘導(dǎo)氣流，流場(chǎng)在類離心力的作用下，會(huì)形成旋渦；當(dāng)物料顆粒在重力作用下，從一段曲線管道末端位置跳躍式過(guò)渡到下一段管道的時(shí)候，物料顆粒和夾雜在顆粒群之間的氣體會(huì)有分離，并且此時(shí)流體通道截面積減小，物料對(duì)誘導(dǎo)風(fēng)的流通有一定的阻礙作用，因而會(huì)進(jìn)一步促使相應(yīng)位置旋渦流場(chǎng)的形成。

形成帶狀組織的原因大致有兩種： 1、由成分偏析引起的帶狀組織 在低碳鋼中，由于夾雜物的含量較多，加工變形后，夾雜物呈流線分布，當(dāng)鋼從熱加工溫度冷卻時(shí)，這些夾雜物可作為先共析鐵索體成核的核心，使先共析鐵素體先在夾雜物周圍生成，最后剩余奧氏體轉(zhuǎn)變成珠光體，使先共析鐵素體和珠光體呈帶狀分布，形成帶狀組織。這種帶狀組織很難用熱處理的方法加以消除。

形成帶狀組織的原因大致有兩種：1、由成分偏析引起的帶狀組織 在低碳鋼中，由于夾雜物的含量較多，加工變形后，夾雜物呈流線分布，當(dāng)鋼從熱加工溫度冷卻時(shí)，這些夾雜物可作為先共析鐵索體成核的核心，使先共析鐵素體先在夾雜物周圍生成，最后剩余奧氏體轉(zhuǎn)變成珠光體，使先共析鐵素體和珠光體呈帶狀分布，形成帶狀組織。這種帶狀組織很難用熱處理的方法加以消除。

VG可以識(shí)別泡沫材料中的氣孔或顆粒材料中的單個(gè)顆粒（例如粉末金屬添加劑）。VG還可以模擬夾具，修正自由狀態(tài)與組裝狀態(tài)的幾何變異性。另外，VG提供多種模擬選項(xiàng)，包括結(jié)構(gòu)分析、傳遞現(xiàn)象和電池陽(yáng)極懸垂模擬等。

這種方法能使鑄鋼晶粒細(xì)化與減少夾雜物，從而改變了鋼的一次結(jié)晶過(guò)程，增強(qiáng)了鑄鋼件的抗裂性能和機(jī)械性能。如在ZG25#碳鋼中加入0.5-0.2%的稀釋成0.2%的釩可使晶粒細(xì)化，消除粗大的魏氏組織；向鉻、鎳、銅鋼中加入0.05-0.1%的鈰可以消防柱狀晶組織；向ZG2Cr13和ZG1Cr18N19鑄鋼中加入0.15%鈰能消防晶界夾雜，促使硫化物夾雜分布均勻；因而提高了鑄鋼的抗裂性。

滾動(dòng)軸承中如落入雜質(zhì)和顆粒狀灰塵，也可能使其發(fā)出不穩(wěn)定的噪聲。軸承的徑向間隙也是引起噪聲的因素。實(shí)踐表明∶間隙過(guò)小會(huì)發(fā)出音調(diào)較高的噪聲，間隙過(guò)大則會(huì)產(chǎn)生較大的轟鳴聲。對(duì)于高速旋轉(zhuǎn)的軸承來(lái)說(shuō)，保持架周圍的空氣擾動(dòng)對(duì)噪聲影響較大，設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)重點(diǎn)考慮。 （3）夾雜物噪聲 夾雜物噪聲是指在軸承的運(yùn)轉(zhuǎn)過(guò)程中由于各種灰塵、鐵屑等雜質(zhì)侵入軸承工作面而造成的非周期性的振動(dòng)和噪聲，具有隨機(jī)性。

</p><p><br></p><p>顆粒尺寸參數(shù)可控制孔隙間白色顆粒的尺寸，需要注意，顆粒尺寸增加后應(yīng)適當(dāng)加大顆粒的最小直徑及遍歷步數(shù)參數(shù)，否則可能導(dǎo)致實(shí)際生成的顆粒尺寸達(dá)不到設(shè)定值。以下為不同顆粒尺寸下的模型樣圖。