شبيه سازي عددي پيل سوختي اكسيد جامد لوله اي با نرم افزارهاي فلوئنت و كامسول مولتي فيزيك و مقايسه نتايج

Numerical Simulation of a Tubular Solid Oxide Fuel Cell with FLUENT and Comparison the Results with COMSOL Multiphysics

در اين تحقيق براي دستيابي به كاركرد مؤثر از لحاظ طراحي و جنبه تركيبي گرمايي و الكتروشيميايي، مدل‌سازي پيل‌سوختي اكسيدجامد لوله­ اي انجام شده است. براي ايجاد مدلي كه يك تحليل سه بعدي و كامل گرمايي و الكتروشيميايي از جريان سيال ارائه دهد، از نرم افزار FLUENT استفاده شده و كارايي مدل در شرايط متفاوت براي دماي كاري، ضخامت الكتروليت و مقدار تخلخل الكترودها مورد تحليل و بررسي قرار گرفت. نتايج به دست آمده از اين تحقيق با نتايج كارهاي مشابه ساير مقالات مقايسه و تاييد شد كه مي‌توان از اين مدل به عنوان مدل پايه‌اي براي تحقيقات آتي پيرامون پيل‌هاي سوختي اكسيد‌جامد استفاده كرد. در ادامه تحقيق براي اعتبارسنجي نتايج عددي به دست آمده از نرم‌‌افزار فلوئنت (بر مبناي حجم محدود)، از يك نرم‌‌افزار ديگر تحت عنوان Comsol Multi Physics (بر مبناي المان محدود) استفاده شد. نتايج به دست آمده از دو نرم‌افزار اختلافي كمتر از 6 درصد براي چگالي توان و كمتر از 7 درصد براي ولتاژ خروجي نشان مي‌دهند.

In an attempt to achieve efficient operation with respect to design and combined thermal and electrochemical perspective, a computational model of tubular SOFC is presented. The FLUENT software was used for the development of the model. The particular model, after validation against experimental observations for selected benchmark cases, was demonstrated to be a basic model for further research in this area. For validation of obtained result, i.e. COMSOL Multiphysics, was used which is based on Finite Element Method (FEM). The results showed that the difference of them is less than of 6% for power density and less than 7% for output voltage and so both software are acceptable.