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Enregistrement W2343004437 · doi:10.1149/ma2016-01/45/2187

(Invited) Numerical Simulations of Mass Transport Using Separation of Variables:  an Old Method Rejuvenated with Symbolic Algebra Software

2016· article· en· W2343004437 sur OpenAlexaff
Thomas Holm, Svein Sunde, Frode Seland, David A. Harrington

Notice bibliographique

RevueECS Meeting Abstracts · 2016
Typearticle
Langueen
DomainePhysics and Astronomy
ThématiqueNMR spectroscopy and applications
Établissements canadiensUniversity of Victoria
Organismes subventionnairesnon disponible
Mots-clésSolverSeries (stratigraphy)Separation of variablesSymbolic computationEigenvalues and eigenvectorsComputer scienceApplied mathematicsPartial differential equationAlgorithmMathematicsMathematical optimizationMathematical analysisPhysics

Résumé

récupéré en direct d'OpenAlex

Separation of variables is a classic method of solving partial differential equations, such as the convective diffusion equations that are ubiquitous in electrochemistry. It leads to infinite series solutions, which are exact analytical solutions. However, various parameters involved in the series have to be numerically evaluated, and the series converge rather slowly, which has meant that this method has not been used for practical numerical calculations of concentration profiles for electrochemical problems. We show here that these difficulties can be overcome, and demonstrate the use of the symbolic algebra program Maple in a practical implementation of this for steady-state convective diffusion past electrodes in a 2-D channel [1]. The key to successful implementation has been the use of asymptotic formulas to reliably locate the eigenvalues, so that the numerical solver does not miss any. The method has the following advantages: 1. It is a mesh-free method, so a separate step of validating the mesh or grid is not necessary. 2. The global error can be estimated by evaluating the series to more terms. 3. Each segment (above an electrode or insulating section) is solved at once, so changing the length of an electrode does not change the difficulty of the calculation. 4. Workup of the concentrations to derived quantities such as currents or collection efficiencies can be done without any degradation of accuracy. The present implementation assumes diffusivities of reactant and product are equal, which allows the generation of both concentration profiles in a single calculation by using a recently developed transformation method [2]. It also neglects axial diffusion. Future work will seek to remove these limitations, and extend the results to 3-D and time-dependent systems. References: [1] T. Holm, S. Sunde, F. Seland and D.A. Harrington, A Semianalytical Method for Simulating Mass Transport at Channel Electrodes, J. Electroanal. Chem.,745 (2015) 72-79. [2] D.A. Harrington, Rules to Transform Concentrations and Currents for Irreversible Reactions to those of Quasireversible Reactions, Electrochim. Acta., 152 (2015) 308-314. Figure 1. Concentration Profile for a Collection Efficiency Calculation at Electrodes in a Channel. X = distance along channel, Y = distance across channel (dimensionless variables). Electrode between X = 0 and X = 1 producing species at the limiting current, Electrode between X = 2 and X = 3 consuming species at the limiting current. Figure 1

Récupéré en direct depuis OpenAlex et désinversé. Les résumés ne sont pas conservés dans cette base de données : les index inversés représentent 8,6 Go des 9,3 Go de texte de la base, et le serveur dispose de 13 Go libres.

Comment cette classification a été obtenuedéplier

Prédiction machine sur la base complète

Imitation des enseignants

Ni prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Le volet Gemma est une étiquette directe du modèle pour chaque travail de la base, lue sur la notice réduite au titre. Le volet Codex est un classifieur appris des 10 348 étiquettes directes de Codex et calibré sur les taux pondérés de l'échantillon; les champs sans appui suffisant ne portent aucun appel Codex. Le mode candidate est l'union des deux volets; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont pas des étiquettes humaines.

score de la tête « metaresearch » (Codex)0,001
score de la tête « metaresearch » (Gemma)0,001
Version: metacan-v3-hybrid-931329e0061cStatut de validation: machine_predicted_unvalidated
Catégories candidatesaucune
Catégories consensuellesaucune
DomaineSignal candidat: aucune · Signal consensuel: aucune
Devis d'étudeSignal candidat: Simulation ou modélisation · Signal consensuel: aucune
GenreSignal candidat: Empirique · Signal consensuel: aucune
Score de désaccord entre enseignants0,016
Score d'incertitude au seuil0,052

Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)

CatégorieCodexGemma
Métarecherche0,0010,001
Méta-épidémiologie (sens strict)0,0000,000
Méta-épidémiologie (sens large)0,0000,001
Bibliométrie0,0000,001
Études des sciences et des technologies0,0010,001
Communication savante0,0010,002
Science ouverte0,0010,001
Intégrité de la recherche0,0010,001
Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger)0,0160,008

Scores machine (provisoires)

Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.

Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.

Tête enseignante Opus0,016
Tête enseignante GPT0,332
Écart entre enseignants0,317 · la distance entre les deux têtes enseignantes sur ce seul travail
Statut de validationscore_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découle

Classification

machine, non validée

Prédiction automatique; un appel candidat d’une seule source (Gemma direct ou Codex distillé), pas un consensus.

Les modèles n’ont appliqué aucune catégorie : rien dans la taxonomie ne correspondait à ce travail.
Devis d'étudeSimulation ou modélisation
Domainenon disponible
GenreEmpirique

Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».

En bref

Citations0
Publié2016
Routes d'admission1
Résumé présentoui

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