Desenvolvimento e validação de modelos computacionais avançados para células a combustível

• Processo: 22/14475-0
• Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Pós-Doutorado
• Data de Início da vigência: 01 de dezembro de 2022
• Data de Término da vigência: 31 de julho de 2023
• Área de conhecimento: Interdisciplinar
• Pesquisador responsável: Julio Romano Meneghini
• Beneficiário: Luís Fernando Nogueira de Sá
• Instituição Sede: Escola Politécnica (EP). Universidade de São Paulo (USP). São Paulo , SP, Brasil
• Vinculado ao auxílio: 20/01177-5 - Da ciência fundamental à aplicada: novas fronteiras em tecnologias de células a combustível, AP.SPEC
• Auxílio(s) vinculado(s): 24/03183-3 - 16th World Congress on Computational Mechanics and 4th Pan American Congress on Computational Mechanics, AR.EXT
• Assunto(s): Dinâmica dos fluidos computacional Células de combustível Eletroquímica Otimização topológica Simulação numérica
• Palavra(s)-Chave do Pesquisador: célula a combustível | Cfd | Eletroquímica | otimização topológica | Simulação Numérica | Modelagem eletroquímica e fluidodinâmica

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)

Publicações científicas

(Referências obtidas automaticamente do Web of Science e do SciELO, por meio da informação sobre o financiamento pela FAPESP e o número do processo correspondente, incluída na publicação pelos autores)

MOSCATELLIA, EDUARDO; SA, LUIS F. N.; EMMENDOERFER JR, HELIO; SILVAA, EMILIO C. N.. Pure-displacement formulation and bulk modulus propagation for topology optimization with pressure loads. COMPUTER METHODS IN APPLIED MECHANICS AND ENGINEERING, v. 411, p. 23-pg., 2023-06-01. (14/50279-4, 20/15230-5, 21/02340-0, 22/14475-0)