Desenvolvimento e validação de modelos computacionais avançados para células a combustível

Resumo

Este trabalho se insere no escopo do projeto São Paulo Excellence Chair (SPEC) para a pesquisa e desenvolvimento de modelos computacionais de células a combustível. Uma das linhas de pesquisa deste projeto está relacionada ao desenvolvimento e otimização de células combustíveis, as quais apresentam reações químicas entre escoamentos de gases, qualificando-os, assim, como escoamentos compressíveis. Tendo em vista a complexidade das células combustível e da física envolvida, é necessário utilizar um método de otimização flexível e robusto. Assim, como investida inicial para o desenvolvimento de células otimizadas, esta pesquisa visa o estudo e desenvolvimento de um método de otimização para projeto de sistemas operando com escoamentos compressíveis com reações químicas que proporcione o projeto sistemático de equipamentos via otimização topológica. Assim, é necessário considerar modelos complexos que representem a física do escoamento de gases. Para tanto, o modelo consistirá das equações Navier-Stokes em combinação com equações de reação eletro-químicas. A otimização apresentará uma função objetivo visando a maximização da potência elétrica gerada baseando-se inicialmente no aumento da densidade de corrente. Além disso, este plano preve a realização de um período de estágio de pesquisa (BEPE) em colaboração com o prof. Nigel Brandon da Imperial College of London. (AU)