基于现象的复杂系统建模方法

提出了基于现象的复杂系统建模方法,给出了不同尺度间的耦合方案.将单体管式固体氧化物燃料电池(SOFC)划分成流动现象、传热现象以及反应扩散现象.对流动、传热现象采用CFD模型,对反应扩散现象采用格子波尔兹曼(LBM)模型.并且采用全局型的数据库对流动、传热以及反应扩散现象进行耦合.     

一种协同仿真方法及其在SOFC数值模拟中的应用

针对当今复杂能源系统数值模拟的两大常用分析工具—Matlab和Fluent,提出了一种基于TCP/IP的协同仿真方法,并将其应用于SOFC的多尺度仿真。该方法以WinSock为框架,采用文件I/O函数访问共享数据的方式,完成两种工具之间的信息通讯。在SOFC多尺度仿真中,利用Fluent建立SOFC单体的宏观尺度模型,利用Matlab建立电化学反应扩散现象的介观尺度模型,通过二者的协同仿真实现两个尺度模型的耦合模拟。结果表明,该方法能有效地完成两种软件之间的协同仿真,且结果较真实地反映了对象的实际特性。     

300MW循环流化床锅炉外置式换热器性能仿真

随着循环流化床锅炉的大型化,外置式换热器的研究也越来越广泛和深入.为了研究外置式换热器的工作过程,针对东方锅炉集团(公司)300MW循环流化床锅炉的外置式换热器,建立了换热器的流动模型和传热模型.根据小室模型理论,将外置式换热器按受热面划分为多个小室,建立各自对应的质量和能量守恒方程.根据假设对模型进行简化,选用经典四阶龙格-库塔法和Fortran语言编写代码,最后对上述仿真模型进行稳态和动态测试.稳态和动态试验中,模型均能较快达到稳定,并得到合理结果,表明所建立的仿真模型是可靠和适用的.     

网络环境中STIFF系统动态仿真的多帧速并行算法

提出了一种在通用网络环境下对大规模刚性(Stiff)系统进行动态仿真的多帧速并行算法.该算法以一个松耦合的微机组成的常规计算网络为计算平台,将大系统分解为若干个子系统,一台计算机执行一个子系统的仿真,通过有效的通讯策略和同步机制实现并行仿真.仿真时每一个子系统可采用各自的积分步长,并可根据不同子系统的性质采用不同的数值积分方法.仿真实例表明该算法具有较高的精度和可靠性,能够实现大规模复杂系统的动态仿真.     

管型SOFC内部传热传质的数值仿真

基于质量、动量和能量平衡并耦合流体流动、热量产生和传递以及电化学知识建立了管型固体氧化物燃料电池（SOFC）的计算流体力学（CFD）模型。模型中采用质量、动量、能量和组分守恒方程描述电池内的流动、传热传质等物理过程,并对电池内部的温度、气体流速及浓度分布情况进行了数值模拟。结果表明：SOFC空气流道中的气体温度和电池的总体温度沿气流方向逐渐升高;燃料和氧化剂气体的浓度则沿气流方向降低。另外,空气流速也会对电池的工作温度产生影响,流速越快,带走的热量就越多,电池的总体温度就越低越均衡。