در این مطالعه، از روش شبکه بولتزمن جهت بررسی انتقال آب مایع در لایه انتشار گاز (GDL) و کانال گاز (GC) قسمت کاتد پیل سوختی غشای مبادله پروتون استفاده شده است. هدف از این مطالعه، بررسی رفتار خوشههای آب مایع به صورت میکروسکوپی از مرز مشترک کاتالیست-لایه انتشار گاز تا کانال گاز است. همچنین رفتار دینامیکی آب مایع در مدت زمان حذف از لایه انتشار گاز الکترود کاتد پیل سوختی غشای مبادله پروتون شبیهسازی شده و اثرات ترکیب زاویه خیسی سطح بر روی توزیع رفتار دینامیکی و اشباع آب مایع در دو حالت پایا و غیرپایا بررسی شده است. نتایج نشان میدهد که پیل سوختی زمانی بهترین عملکرد را دارد که فیبرهای آبدوست نزدیک مرز مشترک لایه انتشار گاز- کانال گاز قرار گیرند.
در این مطالعه، از روش شبکه بولتزمن برای بررسی انتقال آب مایع در لایه انتشار گاز و کانال گاز قسمت کاتد پیل سوختی غشای مبادله پروتون استفاده شده است. در این مطالعه اثرات قابلیت خیسی لایه انتشار گاز بر روی فرایند حذف و توزیع آب مایع مورد بررسی قرار گرفته است. علاوه بر این به مطالعه رفتار دینامیکی و اشباع آب مایع در لایه انتشار گاز در دو حالت پایا و غیر پایا پرداخته شده است .همچنین تعداد خوشه های مؤثر، عمل اتصال بین خوشه ها و زمان رسیدن به حالت پایا بررسی شده است. نتایج نشان می دهد که خیسی سطح بر روی اشباع آب مایع در لایه انتشار گاز اثر می گذارد که در ناحیه 160>y> صد این اثر بیشترین مقدار است. همچنین زمان رسیدن به حالت پایا برای زاویه تماس °115 به میزان 6 درصد از حالت °145 بیشتر می باشد. بنابراین هر چه زاویه تماس سطوح لایه انتشار گاز بیشتر شود، زمان رسیدن به توزیع اشباع آب در حالت پایا و همچنین زمان رسیدن آب به کانال گاز کاهش خواهد یافت، به همین دلیل سطوح جامد آب گریزتر، باعث بهبود مدیریت آب مایع در لایه انتشار گاز پیل سوختی غشای مبادله پروتون خواهد بود.
در این مطالعه، انتقال حرارت و جریان سیال در یک محیط متخلخل روی یک صفحه در حال کشش افقی، بررسی شده است. در این بررسی از فرض عدم تعادل حرارتی برای معادلات انرژی و از مدل غیر دارسی برای معادله مومنتوم استفاده شده است. مساله در حالت وجود گرمای تولیدی نیز مورد بحث و بررسی قرار گرفته است. معادلات شامل معادله مومنتوم، معادله انرژی برای فاز سیال و معادله انرژی برای فاز جامد میباشد که با استفاده از روش تشابهی به معادلات دیفرانسیل معمولی تبدیل شده و با روش عددی حل می¬شوند. دمای صفحه به صورت خطی تغییر می¬کند و جریان سیال دوبعدی، ویسکوز و تراکم ناپذیر در نظر گرفته شده است. نتایج دمای فازهای سیال و جامد، مقادیر شار حرارتی روی صفحه برای فاز سیال و جامد در حالت وجود (و عدم وجود) گرمای داخلی، مقادیر عددی پرانتل بحرانی و اثر پارامتر مکش/دهش بر مساله مورد بررسی قرار گرفته است. استخراج معادلات تشابهی در حالت عدم تعادل حرارتی بین فازها و تحلیل حرارتی مساله از جمله نوآوریهای این پژوهش است.
در این مقاله، به بررسی انتقال حرارت جابهجایی آزاد از یک صفحهی گرم عمودی در یک ماده متخلخل پرداخته شده است. برای بیان معادلات انرژی در فازهای سیال و جامد از مدل عدم تعادل حرارتی استفاده شده است. مسأله برای حالتی که در فاز سیال منبع تولید حرارت وجود دارد، مورد تحلیل قرار گرفته است. ضمناً نتایج در حالت عدم تولید گرمای داخلی در فاز سیال، بررسی و تحلیل شده است. معادلات حاکم بر مسأله از روش تشابهی استخراج شده و با روش عددی مورد تحلیل قرار گرفته است. استخراج معادلات تشابهی در حالت عدم تعادل حرارتی بین فازها، و با در نظر گرفتن منبع تولید حرارتی داخلی، در این مقاله ارائه و بررسی شده است. توزیع سرعت و دما بر روی صفحه، به ازای مقادیر مختلف پارامترهای موجود در مسأله، ترسیم شده و به بررسی عدد ناسلت محلی، برای فاز سیال و جامد پرداخته شده است. اثرات مکش و دهش بر روی ضخامت لایهمرزی نیز مورد بررسی قرار گرفته است. نتایج بهدستآمده از حل تشابهی، با نتایج منتشر شده در حالت تعادل حرارتی بین فازها مقایسه شده است.
