Modellierung der SOFC-Brennstoffzelle und die numerische Lösung mit einem adaptiven Full-Multigrid-Verfahren
Schelthoff, Christof (Corresponding Author)
Jülich Supercomputing Center; JSC
Zentralinstitut für Angewandte Mathematik; ZAM
1997
Jülich Forschungszentrum Jülich GmbH Zentralbibliothek, Verlag 1997
100 p.
Report
Book
Dissertation / PhD Thesis
ohne Topic
Berichte des Forschungszentrums Jülich 3380
OpenAccess
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Please use the identifier: http://hdl.handle.net/2128/20127 in citations.
Im Oktober 1993 wurden vom Bundesministerium für Bildung, Wissenschaft, Forschung und Technologie (BMBF) 56 Projekte zur Verbesserung der Zusammenarbeit zwischen industriellen und wissenschaftlichen Einrichtungen ins Leben gerufen. Ziel dieser Projekte war es, moderne mathematische Verfahren in die industrielle Anwendung zu bringen.Eines dieser Projekte war dabei im Zentralinstitut für Angewandte Mathematik (ZAM) des Forschungszentrums Jülich ansässig. In Zusammenarbeit mit dem Institut für Energieverfahrenstechnik (IEV) wurde eine hochauflösende Modellierung der SOFC-Brennstoffzelle durchgeführt.Mathematisch führt die Modellierung auf ein nichtlinear gekoppeltes System von partiellen Differentialgleichungen. neben der Lösung dieses Systems mit einer einfachen Linearisierung, welche in ein Full-Multigrid Verfahren eingebettet wird, werden Ansätze zur Behandlung der Gleichungen für transportbeschränkte Reaktionen und analytische Ergebnisse zu den sich einstellenden Konvergenzraten präsentiert.Völlig neue Ansätze verlangt die Behandlung unstrukturierter Geometrien. Insbesondere die hier verwendete Diskretisierung mit der Finite Integration Technique führt auf das Problem, ein Gitter in polygonale Kontrollvolumina zu zerlegen, die einen eindeutig bestimmten Umkreis mit einem Mittelpunkt im Innern des Volumens haben. Neben einem teiladaptiven Algorithmus zur Gitterzerlegung werden die Gleichungen für diese Diskretisierungstypen vorgestellt.Schließlich werden einige Untersuchungen und Parameterstudien gezeigt, die den Erfolg dieses Projektes noch einmal unterstreichen.