一種多尺度協(xié)同仿真方法及其在SOFC-MGT混合發(fā)電系統(tǒng)中的應(yīng)用.pdf

1、重慶大學(xué)博士學(xué)位論文一種多尺度協(xié)同仿真方法及其在SOFCMGT混合發(fā)電系統(tǒng)中的應(yīng)用姓名：張雨英申請學(xué)位級別：博士專業(yè)：熱能工程指導(dǎo)教師：楊晨20090601重慶大學(xué)博士學(xué)位論文個(gè)尺度模型的耦合、數(shù)據(jù)交換及并行協(xié)同仿真；首次采用多尺度觀點(diǎn)對燃料電池進(jìn)行仿真研究，揭示了電池內(nèi)部更真實(shí)的物理化學(xué)特性。④對美國Capstone公司的微型燃?xì)廨啓C(jī)進(jìn)行了試驗(yàn)研究，揭示了其主要性能，為SOFCMGT系統(tǒng)的建模提供了依據(jù)。⑤首次以多尺度的觀點(diǎn)對固體氧化

2、物燃料電池／微型燃?xì)廨啓C(jī)(SOFCMGT)混合發(fā)電系統(tǒng)進(jìn)行了多尺度協(xié)同仿真研究，這是本文第三個(gè)創(chuàng)新點(diǎn)。分析SOFCMGT系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和主要控制機(jī)制，將其劃分為系統(tǒng)尺度的過程模型、SOFC宏觀尺度的CFD模型和SOFC介觀尺度的電化學(xué)擴(kuò)散反應(yīng)模型三個(gè)層次；分別采用過程模型的模塊化建模、CFD模型的流場模擬和電化學(xué)擴(kuò)散反應(yīng)的LBM(LatticeBoltzmannMethod)模擬，以從中間開始的建模順序完成了SOFCMGT系統(tǒng)的嵌入式多尺度

3、模型的建立；利用壓縮和重構(gòu)算子完成不同尺度下參數(shù)之間的耦合，通過基于TCP／IP的網(wǎng)絡(luò)協(xié)同仿真框架交換耦合參數(shù)，集成各個(gè)尺度模型完成了SOFCMGT系統(tǒng)的多尺度協(xié)同仿真，保守時(shí)間同步協(xié)議保證了數(shù)據(jù)交換的正確性，并進(jìn)行了仿真實(shí)驗(yàn)。多尺度協(xié)同仿真方法在SOFC—MGT系統(tǒng)中的成功應(yīng)用，初步驗(yàn)證了多尺度協(xié)同仿真相對于傳統(tǒng)單一尺度仿真的優(yōu)勢，主要表現(xiàn)在：1)抓住了復(fù)雜系統(tǒng)的多尺度本質(zhì)特性進(jìn)行分析，將系統(tǒng)劃分為不同尺度下的子系統(tǒng)，分析其相應(yīng)的控制