کنفرانس بین المللی محاسبات نرم

صفحه اصلی / ششمین کنفرانس بین المللی محاسبات نرم

بهره‌گیری از رویکرد ترکیبی دینامیک سیالات محاسباتی و شبکه عصبی مصنوعی برای برآورد مدت‌زمان گرمایش پیل سوختی اکسید جامد

نویسندگان :

مسعود حامی نواسطلی¹ جواد محمودی‌مهر²

1- دانشگاه گیلان 2- دانشگاه گیلان-دانشیار

کلمات کلیدی :

پیل سوختی اکسید جامد،روش حجم محدود،شبکه عصبی مصنوعی،شبیه‌سازی گذرا،مدت‌زمان گرمایش،نرخ گرمایش

چکیده :

پیل‌های سوختی اکسید جامد به‌عنوان مبدل‌های الکتروشیمیایی با دمای عملکردی بالا (600 تا 1000 درجه سانتی‌گراد) شناخته می‌شوند. یکی از مهم‌ترین چالش‌های این فناوری، زمان طولانی موردنیاز برای رسیدن به دمای عملیاتی است. ازاین‌رو، توسعه ابزارهای پیش‌بینی‌کننده رفتار این پیل سوختی در مرحله گرمایش می‌تواند نقش مهمی در تسهیل فرایند تجاری‌سازی داشته باشد. در پژوهش حاضر، فرایند گرمایش تک‌کاناله یک پیل سوختی اکسید جامد به صورت سه‌بعدی و با استفاده از روش حجم محدود شبیه‌سازی می‌شود. سپس بر اساس داده‌های شبیه‌سازی، یک شبکه عصبی مصنوعی آموزش داده شده و مدلی برای برآورد مدت‌زمان گرمایش بر حسب نرخ افزایش دمای هوای ورودی در محدوده 0/1 تا 2 کلوین بر ثانیه ارائه می‌گردد. نتایج شبیه‌سازی نشان می‌دهد که افزایش نرخ گرمایش از 0/1 به 2 کلوین بر ثانیه، زمان موردنیاز برای گرمایش را حدود 4727 ثانیه کاهش می‌دهد، که بیشترین سهم آن مربوط به تغییر اولیه از 0/1 به 0/2 کلوین بر ثانیه با کاهش 2747 ثانیه (حدود 44 درصد) است. همچنین ارزیابی عملکرد مدل پیشنهادی بیانگر آن است که شبکه عصبی طراحی‌شده قادر به برقراری رابطه‌ای دقیق و پیوسته میان نرخ گرمایش و مدت‌زمان دستیابی به دمای عملیاتی است. این یافته نشان می‌دهد که شبکه‌های عصبی مصنوعی می‌توانند ابزاری کارآمد برای مدل‌سازی رفتار گذرای پیل سوختی اکسید جامد در مرحله گرمایش باشند.