شبيه‌سازي پيل‌سوختي غشا پليمري با استفاده از مدل كاهش‌مرتبه

در مطالعه حاضر يك پيل‌سوختي غشا پليمري به روش رتبه‌كاسته شبيه‌سازي شده است. براي اين منظور ابتدا معادلات حاكم بر پيل‌سوختي در حالت يكبعدي شامل معادلات بقاي گونه‌هاي شيميايي و بقاي بار الكتريكي در فاز جامد و الكتروليت بصورت عددي با استفاده از روش حجم محدود گسسته‌سازي شده‌اند و با استفاده از زبان برنامه نويسي فرترن حل شده‌اند. براي شبيه‌سازي رتبه‌كاسته پيل‌سوختي نيز از روش تجزيه متعامد سره (POD) استفاده شده است. براي ايجاد بردارهاي پايه در فضاي رتبه‌كاسته نيز از روش الگوبرداري و تجزيه مقادير منفرد استفاده شده است. همچنين آناليز مقادير ويژه و بردارهاي پايه در اين روش ارائه شده است. نتايج بدست آمده نشان مي‌دهد كه اين روش قادر به شبيه‌سازي دقيق پيل‌سوختي است، بطوريكه بدون استفاده از هرگونه فرضيات ساده‌كنند يا تقريب مهندسي و همچنين بدون نياز به سخت‌افزار خاصي يا ظرفيت محاسباتي بالايي مي‌توان شبيه‌سازي پيل‌سوختي با دقت و سرعت بالا انجام داد. از مقايسه نتايج بدست آمده از روش حجم محدود با روش POD مشاهده مب‌گردد كه افزايش سرعت 27 برابر حاصل شده است كه در نتيجه مي‌توان از اين روش‌ براي اهداف كنترل، بهينه‌سازي و پايش بلادرنگ نيز استفاده كرد