Symulacje komputerowe warunków utleniania kompozytu metal/ceramika

W pracy przedstawione zostały wyniki symulacji komputerowych przeprowadzonych z zastosowaniem Metody Elementów Skończonych (MES). Przedmiotem analiz był model układu do badań elementów ogniw paliwowych (głównie interkonektorów metalicznych) pracujący w warunkach dwóch niezależnych atmosfer reakcyjnych. Opracowany model matematyczny oraz przeprowadzone obliczenia numeryczne miały na celu symulację warunków procesu utleniania interkonektorów w układzie metal/ceramika i wykazały nierównomierność w rozkładzie ciśnienia gazów na próbce. Zbadano także rozkłady temperatur i parametry przepływu mediów gazowych, w tym stopień turbulentności przepływu. Otrzymane wyniki pozwalają ustalić, w jakim stopniu analizowany układ badawczy odzwierciedla rzeczywiste warunki pracy interkonektora w ogniwie paliwowym.

---

The study presents results of computer simulations performed using the finite element method (FEM). The analysis featured a model system used to investigate elements of fuel cells (mainly metallic interconnects) in two independent reaction atmospheres. The elaborated mathematical model and the performed numerical computations were to simulate the process of oxidation of interconnects in the metal/ceramics system, and they demonstrated the uneven distribution of gas pressure in the sample. The temperature distribution and the flow parameters of gas media, including the turbulency of flow, were also investigated. The obtained results may be used to determine the degree to which the investigated system reflects the actual conditions in which an interconnect acts in a fuel cell.