转化电池多维模拟的局部体积平均模型推导与稳定数值算法

本文推导了局部体积平均理论的一般形式，并将其应用于锌-空气转化电池模型。体积平均技术常用于微孔电极的宏观描述。我们通过纳入不同相之间的反应以及固相随时间变化的体积分数来扩展现有方法，因为在转化电池运行期间这些固相不断溶解与重构。我们发现多组分流体的不可压缩约束在锌-空气电池单元的模拟中引起数值不稳定性。因此，我们开发了一种稳定的顺序半隐式算法，其收敛于全隐式解。我们的方法通过拆分方程组并引入额外的迭代步来减少变量的耦合。