Modellierung und Simulation von Hochtemperatur ... - JuSER

4.4 Modellimplementierung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 464.4.1 Aktivierungsspannungen: Ergebnis des Vergleichs zweier Modellierungsansätze. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 495 Grenzen und Fehler bei der Modellierung 515.1 Modellfehler . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 515.2 Transportparameter-Fehler . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 525.3 Diskretisierungsfehler . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 535.4 Iterationsfehler . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 545.5 Limitierte Rechnerleistung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 545.6 Validierungsfehler . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 556 Poröser Volumen-Ansatz 576.1 Strömung im Flowfield . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 576.2 Poröses Volumen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 606.2.1 Strömungsumlenkung in porösen Medien . . . . . . . . . . . . . . . 616.2.2 Flowfield-Geometrie . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 626.3 GDL-Einfluss . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 656.3.1 Gerader Kanal mit GDL . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 656.3.2 Mäander-Segment mit GDL . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 676.4 Validierung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 696.4.1 Strömung im geraden Kanal . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 706.4.2 Strömung im Mäander-Segment . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 716.4.3 Strömung im Flowfield-Segment . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 736.4.4 Kanal-Segment mit Elektrochemie . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 747 Modellierung und Simulation des 200 cm 2 Stacks 777.1 Strömungsverteilung im Stack-Manifold . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 807.1.1 Manifold-Geometrie . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 807.1.2 Wasserstoffverteilung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 817.1.3 Luftverteilung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 837.2 Stacksimulation im Wasserstoff / Luft-Betrieb . . . . . . . . . . . . . . . . . 857.2.1 Modell-Konsistenz . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 867.2.2 Lokale Temperatur und Stromdichteverteilung . . . . . . . . . . . . . 877.2.3 Zusammenfassung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 95viii