Modellierung und Simulation von Hochtemperatur ... - JuSER

KAPITEL 6. PORÖSER VOLUMEN-ANSATZAbbildung 6.12: Druckverlust im Mäander-Segment als Funktion isotroper GDL-PermeabilitätFlowfield verbunden, welches qualitative Merkmale des realen Stack-Flowfields besitzt. Dabeiwird insbesondere die Aufmerksamkeit auf die erforderliche Strömungsumlenkung zwischenunterschiedlich ausgerichteten Geometrien gelegt. Aufbauend auf dem validiertenStrömungmodell im porösen Volumen wird eine Validierung des implementierten elektrochemischenModells am Beispiel eines geraden Kanals unternommen. Ziel dieser Validierungist aufzuzeigen, welche Unterschiede im Simulationsergebnis zu erwarten sind, soferndas Poröse Volumen-Modell verwendet wird.6.4.1 Strömung im geraden KanalAls Referenzgeometrie für gerade Kanäle wird eine Kanal-Steg-Struktur verwendet, Abbildung6.14-links. Repräsentativ kann diese Geometrie sowohl für das Öl- als auch für dasReaktanten Flowfield sein. Die geometrischen Eckdaten sowie Randbedingungen für dieSimulation können aus den Tabellen 6.7 und 6.8 entnommen werden.Die analytische Berechnung mittels der Darcy-Gleichung (3.6) ergibt einen Druckverlust imReferenz-Kanal von Δp =36.60 Pa. Die numerische Simulation in der Detail-Geometrieergibt einen Druckverlust von Δp =35.80 Pa. Die Diskrepanz von ≈ 2% kann durch einenoch feinere Vernetzung korrigiert werden. Der simulierte Druckverlust dagegen beträgt imporösen Volumen Δp =36.60 Pa, wobei die Permeabilität K analytisch berechnet wur-70