An Open-Source Toolbox for Multiphase Flow Simulation in a PEM Fuel Cell
Notice bibliographique
Résumé
A proton exchange membrane (PEM) fuel cell is an electrolytic cell that can convert chemical energy of hydrogen reacting with oxygen into electrical energy with no greenhouse gases generated in the process. To satisfy increasingly demanding application needs, providing fuel cells with better performance and higher efficiency are of paramount importance. Computational fluid dynamics (CFD) analysis is an ideal method for fuel cell design optimization. In this paper, a comprehensive CFD-based numerical tool that can accurately simulate multiphase flow and the major transport phenomena occurring in a PEM fuel cell is presented. The tool is developed using the Open Source Field Operation and Manipulation (OpenFOAM) software (a free open-source CFD code). This makes it flexible and suitable for use by fuel cell manufacturers and researchers to get an in-depth understanding of the cell working processes to optimize the design. The distributions of velocity, pressure, chemical species, Nernst potential, current density, and temperature at case study conditions are as expected. The polarization curve follows the same trend as those of the I-V curves from numerical model and experimental data taken from the literature. Furthermore, a parametric study showed thekey role played by the concentration constant in shaping the cell polarization curve. The developed toolbox is well-suited for research and development which is not always the case with commercial code. The work therefore contributes to achieving the objectives outlined in the International Energy Agency (IEA) Advanced Fuel Cell Annex 37 which promotes open-source code modelling of fuel cells. The source code can be accessed athttp://dx.doi.org/10.17632/c743sh73j8.1.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction machine sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Le volet Gemma est une étiquette directe du modèle pour chaque travail de la base, lue sur la notice réduite au titre. Le volet Codex est un classifieur appris des 10 348 étiquettes directes de Codex et calibré sur les taux pondérés de l'échantillon; les champs sans appui suffisant ne portent aucun appel Codex. Le mode candidate est l'union des deux volets; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont pas des étiquettes humaines.
Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,001 | 0,003 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,001 | 0,001 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,001 | 0,002 |
| Bibliométrie | 0,001 | 0,001 |
| Études des sciences et des technologies | 0,001 | 0,000 |
| Communication savante | 0,001 | 0,001 |
| Science ouverte | 0,002 | 0,002 |
| Intégrité de la recherche | 0,002 | 0,002 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,035 | 0,009 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.
score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule source (Gemma direct ou Codex distillé), pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».