SOFC-MGT混合发电系统的多尺度动态协同仿真

摘要

固体氧化物燃料电池/微型燃气轮机（SOFC-MGT）混合动力系统的模拟研究主要采用传统的过程模拟方法，忽略了细微尺度的效应，大大降低了模型的可靠性。针对这一不足，提出一种耦合不同尺度效应的系统多尺度建模方法，各尺度之间通过基于TCP/IP的网络通讯以及共享文件进行数据交换，从而完成协同仿真。通过MATLAB建立介观尺度上反映管式SOFC反应扩散特性的格子Boltzmann模型，同时采用FLUENT建立在宏观尺度上反映其流场特性的计算流体力学模型，最后将这两个尺度的耦合模型嵌入传统的过程模型中，通过网络通讯和数据共享来完成多尺度的协同仿真。模拟结果表明，SOFC-MGT系统的多尺度协同仿真能有效地耦合不同尺度的效应，得到各尺度下更真实的系统特性和性能，为系统的设计和匹配性研究提供更可靠的依据。