基于格子玻尔兹曼方法多组分单相气体传质研究.pdf
基于格子玻尔兹曼方法的多组分单相气体传质的研究
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(西安交通大学热流科学与工程教育部重点,710049,西安)
:本文采用格子玻尔兹曼方法,基于Sirovich气体动力模型对固体氧化物电池进行了研究。通过对
比分析LBM和SM模拟结果,可以发现,由于扩散和对流的,LBM在小摩尔通量时模拟效果更好。此
外,对于多孔介质的空隙尺度仿真结果分析,表明了真实多孔介质的各项异性会影响传质过程,平均参数无
法得出真实的结果。
:格子玻尔兹曼;SOFC;多孔介质;仿真分析;
号:
ResearchesontheWayofLatticeBoltzmann’s
Multi-compnentSingle-phaseGasMassTransfer
SHItuo,WANGxiaojuan,CHENGtao,LIANGjiucheng
(SateKeyLaboratoryofMultiphaseFlowinPowerEngineering,Xi’anJiaotongUniversity,Xi’an710049,)
:Inthispaper,theSOFCisstudiedbasedontheSirovichGasdynamicmodel,andusingthelatticeBoltzmann
method.BycomparingtheresultsofLBMandSMsimulation,duetothediffusionandconvection,itcanbefound
thatLBMhasbettersimulationeffectatlowmolarflux.Inaddition,theanalysisofthevoidscalesimulationresults
oftheporousmediashowsthattheheteroualityoftherealporousmediacanaffectthemasstransferprocess,and
theaverageparameterscannotinfertherealresult.
Keywords:LatticeBoltzmann;SOFC;
梯度造成的电压损失也不可忽视。近年来,有关于这
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方面的研究也越来越多。
1.1背景现有传统的传质问题的研究多是基于传统的有
随着社会发展对环境污染问题的日益重视以及限元和有限体积法,如使用COMSOL,FLUENT等
煤、石油等一次能源的不断消耗,电池作为一种商业软件进行模拟,对于电极多孔结构的考虑通常
把氢能直接连续转化为电能的高效、洁净发电装置只用简单的平均参数(如孔隙率、迂曲度等)来代替,
得到了各国和研究机构越来越多的重视。有专对于传质问题也多采用Stefan-Maxwell方程这种经
家预测将是氢能的世纪。电池是一种不验来模拟,对于微观机理缺少深入思考,而格子
经过燃烧直接以电化学反应方式将的化学能转