Simulation de la distribution des gaz dans une pile à combustible de type SOFC

Afin de diminuer les coûts en temps et en ressources informatiques que représente la simulation de la dynamique des fluides dans une pile à combustible, des scripts Matlab basés sur l’analogie entre les circuits électriques et hydrauliques sont implémentés. L’objectif de détermination de la distribution de l’écoulement dans un élément de pile intact puis déformé aléatoirement mène à modéliser le réseau hydraulique par un ensemble de « résistances hydrauliques », dont certaines « virtuelles », tout en considérant les différents régimes d’écoulement laminaires et turbulents. L’utilisation de processus itératifs est alors motivée par le choix d’une linéarisation des équations dans le cas turbulent. La représentation du réseau sous forme d’un agrégat de nœuds et de liens permet de l’implémenter au travers d’une matrice de connectivité. Celle-ci est utilisée lors de l’écriture des lois des nœuds et des mailles appliquées aux circuits hydrauliques, qui permettent alors de résoudre des systèmes d’équations linéairement indépendantes. Une fois fonctionnels, les scripts donnent, dans le cas laminaire comme dans le cas turbulent, des résultats mathématiquement corrects. Ils permettent ainsi d’analyser la variation de la distribution de l’écoulement induite par la variation aléatoire des dimensions des canaux du réseau. De part les hypothèses émises quant à l’écoulement et les simplifications effectuées lors de la modélisation du réseau hydraulique, l’exactitude physique des résultats, bien que ceux-ci semblent cohérents, reste encore à prouver.