پياده سازي پردازش موازي روي كارت گرافيك براي شبيه سازي جريان دوفازي در لايه نفوذي گاز كاتد پيل سوختي پليمري با استفاده از روش شبكه بولتزمن

فاقد عنوان لاتين

در اين مقاله توزيع آب در لايه نفوذي گاز كاتد پيل هاي سوختي پليمري مورد بررسي قرار گرفته است. جهت مدلسازي توزيع آب از روش شبكه بولتزمن استفاده شده است، كه روشي مناسبي براي مدلسازي جريان دوفازي در محيط هاي متخلخل است . از مزاياي روش شبكه بولتزمن امكان پردازش موازي است كه باعث افزايش قابل ملاحظه سرعت اجراي برنامه مي شود كه در اين مقاله به آن نيز پرداخته مي شود. شرايط مرزي جريان دوفاز در لايه متخلخل به طور كامل با مشابه حركت آب در لايه نفوذ گاز كاتد پيل هاي سوختي مي باشد. نتايج اين شبيه سازي نشان مي دهد كه نفود آب مايع در داخل لايه نفوذ كاتد به طور جدي تحت تاثير نيروي موئينگي مي باشد. نتايج زماني شبيه سازي جريان دو فازي با وجود پردازش موازي حاكي از آن بود كه زمان حل ميتواند تا 10 برابر بوسيله كارت گرافيك كاهش يابد.

In this paper, the liquid water distribution through the gas diffusion layer (GDL) of proton exchange membrane fuel cells (PEMFCs) is investigated. The lattice Boltzmann method is used to model water distribution, which is a suitable method for modeling the two-phase flow in porous media. The advantages of the lattice Boltzmann method are parallel processing that significantly increases the speed of the code and is also discussed in this paper. The conditions for the simulation of the two-phase flow in the desired geometry are similar to the transfer of water in the GDL of PEMFCs. The results show that the diffusion process of liquid water through GDL is strongly influenced by capillary force. The results of the simulation of the two phase flow show that computational time can be reduce up to 10 times by means of GPU.