[发明专利]一种考虑阳极形状变化过程的铝电解槽电场仿真分析方法

摘要

本发明提供了一种考虑阳极形状变化过程的铝电解槽电场仿真分析方法，包括以下步骤：步骤1、建立铝电解槽电流流经部分的实体模型，并进行网格划分：步骤2、加载电场仿真边界条件：步骤3、采用迭代法进行瞬态电场求解，获得电场仿真分析结果。本发明充分考虑到了电解过程中阳极炭块的消耗因素，尤其是考虑到真实过程阳极炭块电流密度分布不均匀造成的各处阳极炭块消耗速率不等的因素，故能够精确仿真电解过程中阳极炭块形状的变化情况，更为接近实际情况，有助于提高计算精度。

主权项

1.一种考虑阳极形状变化过程的铝电解槽电场仿真分析方法，包括以下步骤：步骤1、建立铝电解槽电流流经部分的实体模型，并进行网格划分：对铝电解槽电流流经部分实体模型进行建模，根据铝电解槽设计方案设定阳极炭块、阳极钢爪、阳极导杆和阴极炭块、阴极钢棒的数目和尺寸，以及阳极炭块和阴极炭块之间的电解质层和铝液层的尺寸；绘制铝电解槽电流流经部分的三维实体模型，赋予各实体对应材料的物理属性，划分有限元网格；步骤2、加载电场仿真边界条件：根据工艺参数设定流经阳极导杆的电流值I，并均匀加载至阳极导杆末端截面上；设定阴极钢棒与阴极母线连接的末端截面处的电势为零；步骤3、采用迭代法进行瞬态电场求解，获得电场仿真分析结果：根据边界条件和有限元网格尺寸设定瞬态电场迭代求解时间步长ΔT，并根据仿真分析任务设定求解步数目N；瞬态电场每一迭代求解时间步中将部分阳极炭块有限元网格的材料属性变更为电解质，然后转入下一迭代求解时间步直至求解时间步累计达到设定的求解步数目N。