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문제 정의
- 또한 다양한 이상유동 모델을 적용하지 못하여 재순환시스템에 적합한 모델을 제시하지 못하였다. 그러므로 본 연구에서는 선행연구를 했던 Kim 등(3)의 모델을 비교 연구하여 새로운 해석모델을 제안하고 이를 실험으로 검증하고자 한다. 그리고 제안한 모델을 적용하여 실제 개발된 연료전지의 운전조건에 따른 수소의 유동을 파악하고 재순환 시스템 내부에서 발생한 물의 양을 예측하는 것을 목적으로 한다.
- 그러므로 본 연구에서는 선행연구를 했던 Kim 등(3)의 모델을 비교 연구하여 새로운 해석모델을 제안하고 이를 실험으로 검증하고자 한다. 그리고 제안한 모델을 적용하여 실제 개발된 연료전지의 운전조건에 따른 수소의 유동을 파악하고 재순환 시스템 내부에서 발생한 물의 양을 예측하는 것을 목적으로 한다.
- 본 연구에서 계산되어진 전산해석 값의 타당성을 알아보기 위하여, 본 연구에서 획득한 실험값과 해석 값, 그리고 선행연구를 했던 Kim(3)의 모델을 이용하여 해석한 값을 비교하여 해석의 신뢰성을 살펴보았다. Fig.
- 그래서 그 대안으로 물리적 형상을 모사할 수 있는 전산유체 역학을 이용, 내부의 물리적 현상을 분석하였다. 본 연구에서는 현재 개발된 연료전지 자동차의 스택출력이 2KW, 10KW, 40KW, 60KW, 80KW일 때의 압력 분포, 수소의 분포 그리고 응축된 물의 분포를 파악하여 혼합물의 거동을 보았다. 전체 형상에 대한 분포는 출력에 따라 다소 달랐으나 여기서는 80KW일 때의 분포만 나타내었다.
가설 설정
- 그리고 입구와 출구에서는 수소와 수증기의 질량비를 사용하였다. 또한 시스템 입구에서 수소와 수증기는 균일하게 섞여 있는 것으로 가정하였다. 모든 경계조건들은 실제 개발된 80KW급 연료전지 자동차의 스택출력이 2KW, 10KW, 40KW, 60KW, 80KW일 때의 실험값을 이용하였다.
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