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电导率模拟

使用 VGSTUDIO MAX

使用 VGSTUDIO MAX 的传递现象模拟模块,在不同材料的 CT 扫描上模拟电导率。

电导率模拟

电导率是表示物质传输电荷能力强弱的一种测量值。

VGSTUDIO MAX 的传递现象模拟模块 

  • 模拟的是双组分材料中的稳定电势和电流场,其中每种材料的电导率不同,边界条件是进口和出口设置为不同的恒定电势。
  • 可直接处理体积数据,并使用 VGSTUDIO MAX 中精确到亚体素的局部自适应表面测定;
  • 具有用于进行电荷传输虚拟实验的“实验模式”和用于计算电导率张量的“张量模式”。

电导率的计算是基于以下双组分材料中稳定电压和电流密度场的微分方程:


其中 Ω 是整个模拟域,Ωₐ 是分量域 a(a = 1, 2)。假设 Ω1 和 Ω2 不重叠,并且它们的并集等于 Ω。U 是电势(单位是伏特),J 是电流密度,σₐ 是分量 a 的电导率,Δ 是拉普拉斯算子,grad 是梯度算子。

实验模式

在实验模式下,软件对结构的 CT 数据执行虚拟试验。这样就可以模拟电荷在结构里从入口平面向与其平行延伸的出口平面的传输情况。可以选择垂直于入口和出口平面的“已封闭”或“已嵌入”选项作为边界条件。必须指定电压差作为流动的驱动量。

电流密度(2D 视图)
电流密度(3D 视图)
电势(2D 视图)
电势(3D 视图)
流线 

张量模式

在张量模式下,软件会计算固有有效张量值电导率。电导率张量的计算可以在整个结构上进行,也可以通过集成网格对结构的增量进行计算。

张量模式
每个集成网格单元格的有效电导率张量 
平均有效电导率(2D 视图)
空隙分数(2D 视图)

除了张量的本征值和本征向量外,表中还列出了相对于模拟坐标系的有效电导率张量的分量。

好处