基于多尺度耦合的管式SOFC数值模拟

摘要

基于多尺度耦合模拟的思想,采用格子玻尔兹曼方法建立管式固体氧化物燃料电池(SOFC)电化学反应扩散数学模型,采用质量、动量、能力守恒方程建立CFD数学模型,并以反应放热量作为边界条件输入CFD模型中计算传热、流动问题.结果 表明,H2的浓度和反应时间随反应温度逐渐降低,电流密度随反应温度逐渐增加,空气流道中的气体温度和管壁温度沿着流动方向逐渐升高,流道内部的温度随空气流速的增加而逐渐降低.表明多尺度耦合方法模拟管式SOFC是行之有效的,在一定程度上解决了管式SOFC介观尺度和宏观尺度多物理场耦合的问题.