锂离子电池介观尺度光滑粒子水力学模型

针对锂离子电池内耦合电化学反应的多物理传输过程,采用光滑粒子水力学数值技术,开发了可以考虑电极（包括隔膜）介观微结构的数值模型.以电极中固体活性物颗粒尺寸为主要考虑参数,初步探讨了该模型用于电极介观微结构设计的可行性.模型模拟得到放电过程中电池内部Li/Li＋浓度场、固/液相电势场以及交换流密度等微观细节分布,以及电池宏观性能如输出电压等,据此可以分析并揭示电池放电过程的基础物理化学机制、电池宏观性能与构成电极的固体活性物颗粒尺寸之间的关联.研究还发现：当阴、阳极固体活性物颗粒尺寸均较小时,固体活性物颗粒内部Li分布更为均匀,电化学反应更均匀发生,电池输出电压最高

LiCoO_2电池正极微结构重构及有效传输系数预测

采用MonteCarlo方法重构了LiCoO2电池正极的三维微结构,重构单元的特征尺寸为几十纳米量级,从而得到了明确区分活性材料、固体添加物以及孔相（电解液）的微结构.通过对重构电极的特征化分析,得到了微结构中特定相的连通性和扭曲率、组分体积分数的空间分布、比表面积、孔径分布等特征信息.采用D3Q15格子Boltzmann模型（LBM）计算了该重构电极的有效热导率、电解液（或固相）的有效传输系数.同时发现,与随机行走方法以及Bruggemann关系式计算获得的扭曲率数值相比,LBM预测值更可靠

date: data allocation algorithm based on time sequences evaluation

数据分配是研究数据如何分布到多个物理节点的NP-Complete问题.给出数据分配算法的数学模型,提出基于时序片段评价的数据分配算法——DATE.该算法利用数据在短时域访问量分布不均的特点,将多目标优化问题转化为单一目标求解,采用蜜蜂算法(collective Honey bee behavior)调整参数并反馈算法结果,以实现系统负载均衡.随机实验结果表明,DATE相比于同类Random,roundrobin,Bubba算法在系统总时段均衡ET、系统时段内均衡值ES、系统最大波峰值EM 3个指标中表现更优

licoo2电池正极微结构模拟退火重构及传输物性预测

采用实验或数值方法对多孔复合电极微结构进行重构和特征化不仅是锂离子电池介观尺度数值模型的重要组成部分, 也是通过数值技术由底向上进行电极微结构虚拟设计与优化的基础. 本文以某商用LiCoO_2电池正极的孔隙率、电极组成材料的组分体积分数、活性材料颗粒粒径分布、相关函数等重要结构与统计信息作为输入参数, 采用模拟退火法对其微结构进行了数值重建, 得到了明确区分活性材料、固体添加物以及孔相(电解液)的微结构, 其重要特性参数与实际电极一致. 对重构电极的特征化分析, 得到了电极内部各组分的连通性、孔径分布等特征信息. 同时, 采用D3Q15格子Boltzmann 模型计算了重构电极的有效热导率以及电解液(或固相)的有效传输系数. 与随机行走模拟或Bruggemann 等经验公式相比, 基于实际电极微结构细节信息的介观数值方法对多孔电极有效传输系数的预测更为准确可靠

LiCoO2电池正极微结构重构及有效传输系数预测

采用MonteCarlo方法重构了LiCoO2电池正极的三维微结构,重构单元的特征尺寸为几十纳米量级,从而得到了明确区分活性材料、固体添加物以及孔相（电解液）的微结构.通过对重构电极的特征化分析,得到了微结构中特定相的连通性和扭曲率、组分体积分数的空间分布、比表面积、孔径分布等特征信息.采用D3Q15格子Boltzmann模型（LBM）计算了该重构电极的有效热导率、电解液（或固相）的有效传输系数.同时发现,与随机行走方法以及Bruggemann关系式计算获得的扭曲率数值相比,LBM预测值更可靠

Numerical Reconstruction and Characterization Analysis of Microstructure of Lithium-ion Battery Graphite Anode

The real graphite anode of lithium-ion battery is of evident non-isotropic characteristic due to its cascading graphite flakes. An ellipsoid particle-based simulated annealing method is developed to numerically reconstruct the three-dimensional microstru

气泡成核过程的格子boltzmann方法模拟

利用精确差分格子Boltzmann模型探讨水在特定温度下的亚稳态及不稳定平衡态,获得等温相变过程中形成气泡和液滴的条件,模型预测结果与理论解符合良好。在该等温模型的基础上耦合能量方程,通过调节流体-壁面相互作用力获得不同的气泡与固壁间接触角,从而建立了一种新的描述气液相变的格子Boltzmann理论模型。利用该新模型模拟不同流体-壁面相互作用力下凹坑气泡成核过程,再现了气泡成核过程中的三阶段特性;探讨了接触角、曲率半径及气泡体积随气泡成核过程的变化关系,获得了与文献结果定性符合的曲率-气泡体积关系曲线

锂离子电池石墨负极微结构数值重建及特征化分析

The real graphite anode of lithium-ion battery is of evident non-isotropic characteristic due to its cascading graphite flakes. An ellipsoid particle-based simulated annealing method is developed to numerically reconstruct the three-dimensional microstru

应用拉普拉斯变换和留数法求解常见非稳态扩散情况下的菲克定律

介绍了三维和一维扩散下的菲克定律,以及两类涉及到扩散的实际问题,即求扩散粒子通过曲面的扩散通量和求解扩散粒子的浓度分布.通过拉普拉斯变换和复变函数相关数学理论,求解了菲克扩散定律在无限长介质和有限长介质两种非稳态扩散情况下的解.粒子在无限长介质中的非稳态扩散和浓度分布可通过方程φ(z,t)=Φ·erfc(z/2DT~(1/2))表示.方程为余补高斯误差函数.粒子在有限长介质中的非稳态扩散和浓度分布可通过方程φ(z,t)=Φ+Φ·4/π∑_(n=1)~(+∞)((-1)~n)/(2n-1)cos[z/L(n-1/2)π]e~((D_t)/(L~2)(n-1/2)~2π~2)表示.该方程为无限加和形式,当n≥100000时,φ可以精确到小数点后6位,在方程的图像上不再能观察出由n的取值造成的误差.从方程的图像可得到粒子在扩散介质中达到饱和的时间或粒子扩散到z=0处的时间等具有重要物理意义的参数