力学平衡下可压缩电解质的修正 Poisson-Nernst-Planck/Navier-Stokes 模型的有限元模拟
数值分析
2026-01-27 v4 数值分析
摘要
本文提出了一种针对力学平衡下修正 Poisson-Nernst-Planck/Navier-Stokes (PNP/NS) 模型的有限元方法，该模型是为可压缩电解质开发的。本工作的另一个关键贡献是将平衡系统简化为一个修正的 Poisson-Boltzmann 系统。所提出的数值方案通过采用一个控制流体可压缩性的体积模量参数，能够处理可压缩和不可压缩两种状态，并实现这些状态之间的无缝过渡。为了强调实际相关性，我们讨论了可压缩电解质在双电层电容行为背景下的影响。我们还在各种域上进行了数值模拟，以展示其在各种操作条件下的适用性，包括温度波动和体积模量的变化。数值结果验证了我们计算方案的准确性和鲁棒性，并证明所观察到的不可压缩状态的极限行为与 Dreyer 等人 [39] 预期的理论趋势一致。
引用
@article{arxiv.2409.08746,
title = {Finite Element Simulation of Modified Poisson-Nernst-Planck/Navier-Stokes Model for Compressible Electrolytes under Mechanical Equilibrium},
author = {Ankur and Ram Jiwari and Satyvir Singh},
journal= {arXiv preprint arXiv:2409.08746},
year = {2026}
}