气体扩散模拟方法以及装置制造方法及图纸

一种气体扩散模拟方法，是模拟设置有多个细孔的多孔质体中的气体的扩散的气体扩散模拟方法，求出基于在所述细孔中由壁面包围的空间中的第1气体粒子的均方位移的努森扩散系数、以及使用了所述努森扩散系数的努森扩散项，求出使用了所述第1气体粒子和与所述第1气体粒子不同的第2气体粒子的相互扩散系数的相互扩散项，基于由所述努森扩散项和所述相互扩散项之和得出的所述第1气体粒子的扩散方程式来模拟所述第1气体粒子的扩散。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】气体扩散模拟方法以及装置
本公开涉及气体扩散模拟方法以及装置，特别涉及模拟多孔质体中的气体的扩散的气体扩散模拟方法以及装置。
技术介绍
例如，作为模拟多孔质体中的气体的扩散的气体扩散模拟方法，已知专利文献1以及非专利文献1的模拟方法。在该专利文献1的模拟方法中，读取燃料电池的催化剂层的结构，算出该结构中的气体浓度分布。而且，以与该气体浓度分布一致的方式通过玻尔兹曼方程式求出相互扩散系数，基于该相互扩散系数模拟催化剂层中的气体的扩散。另外，在非专利文献1中，通过使用了由多种气体的粒子间的碰撞引起的相互扩散以及由气体的粒子与细孔壁的碰撞引起的努森扩散的尘气模型(Dustygasmodel)求出多孔质体中的气体的扩散。在先技术文献专利文献专利文献1：日本特开2017-130306号公报非专利文献1非专利文献1：WATERRESOURCERESEARCH,2002,Vol.38,No.12,16-1-16-5“Knudsendiffusion,gaspermeability,andwatercontentinanunconsolidatedporousmedium”
技术实现思路
本公开的课题是提供能够高精度且短时间地模拟多孔质体中的气体的扩散的气体扩散模拟方法以及装置。本公开的一个方式涉及的气体扩散模拟方法，是模拟设置有多个细孔的多孔质体中的气体的扩散的气体扩散模拟方法，求出基于在所述细孔中由壁面包围的空间中的第1气体粒子的均方位移的努森扩散系数、以及使用了所述努森扩散系数的努森扩散项，求出使用了所述第1气体粒子和与所述第1气体粒子不同的第2气体粒子的相互扩散系数的相互扩散项，基于由所述努森扩散项和所述相互扩散项之和得出的所述第1气体粒子的扩散方程式来模拟所述第1气体粒子的扩散。本公开的另一方式涉及的气体扩散模拟装置，具备模拟设置有多个细孔的多孔质体中的气体的扩散的运算处理部，所述运算处理部以下述方式被构成：求出基于在所述细孔中由所述壁面包围的空间中的第1气体粒子的均方位移的努森扩散系数、以及使用了所述努森扩散系数的努森扩散项，求出使用了所述第1气体粒子和与所述第1气体粒子不同的第2气体粒子的相互扩散系数的相互扩散项，基于由所述努森扩散项和所述相互扩散项之和得出的所述第1气体粒子的扩散方程式来模拟所述第1气体粒子的扩散。本公开取得在气体扩散模拟方法以及装置中能够高精度且短时间地模拟多孔质体中的气体的扩散这样的效果。本公开的上述目的、其他目的、特征以及优点，在参照附图的基础上，通过以下的优选实施方式的详细说明加以明确。附图说明图1是表示本公开的实施方式1涉及的气体扩散模拟装置的功能框图。图2是示意性地表示气体扩散模拟方法中所使用的多孔质体的截面图。图3是表示气体扩散模拟方法的流程图。图4是表示气体扩散模拟方法的一例的流程图。具体实施方式本专利技术人关于高精度且短时间地模拟多孔质体中的气体的扩散进行了研究。其结果是，本专利技术人发现现有技术存在下述那样的问题。在多孔质体的细孔中，一边气体的粒子与细孔壁碰撞、或者在其他种类的气体的粒子间碰撞，一边气体扩散。在这样的气体扩散中，在专利文献1的方法中，组合细孔壁的碰撞以及气体的粒子间的碰撞，通过玻尔兹曼方程式进行了气体扩散模拟。因此，气体扩散模拟需要时间。另外，在非专利文献1的方法中，在基于气体的粒子与细孔壁的碰撞的努森扩散系数的计算中，假定多孔质体的细孔为均一的圆筒型的直线形状。这不符合实际的细孔，使用了该努森扩散系数的气体扩散模拟的精度差。于是，本专利技术人发现，通过使用由基于由壁面包围的空间中的第1气体粒子的均方位移的努森扩散项与相互扩散项之和得出的扩散方程式，能够高精度且短时间地执行气体扩散模拟。本公开是基于该见解而完成的。本公开的第1方式涉及的气体扩散模拟方法，是模拟设置有多个细孔的多孔质体中的气体的扩散的气体扩散模拟方法，求出基于在所述细孔中由壁面包围的空间中的第1气体粒子的均方位移的努森扩散系数、以及使用了所述努森扩散系数的努森扩散项，求出使用了所述第1气体粒子和与所述第1气体粒子不同的第2气体粒子的相互扩散系数的相互扩散项，基于由所述努森扩散项和所述相互扩散项之和得出的所述第1气体粒子的扩散方程式来模拟所述第1气体粒子的扩散。据此，通过求出基于由壁面包围的空间中的第1气体粒子的均方位移的努森扩散系数，能够进行符合实际的多孔质体的高精度的气体扩散模拟。另外，通过基于由努森扩散项和相互扩散项之和得出的第1气体粒子的扩散方程式，能够以短时间进行气体扩散模拟。在本公开的第2方式涉及的气体扩散模拟方法中，也可以在第1方式中，在所述细孔中由所述壁面包围的空间由所述细孔中的壁面的位置信息规定。据此，能够高精度地模拟由实际的壁面包围的空间中的气体的扩散。在本公开的第3方式涉及的气体扩散模拟方法中，也可以在第1方式或第2方式中，所述细孔中的壁面至少由包围所述细孔的周围的所述多孔质体的壁部分的表面形成。据此，能够对由多孔质体的壁部分包围周围的细孔中的气体的扩散进行模拟。在本公开的第4方式涉及的气体扩散模拟方法中，也可以在第3方式中，所述细孔中的壁面的位置信息通过包围所述细孔的周围的所述多孔质体的壁部分的形状信息来确定。据此，能够高精度地进行与模拟对象的壁部分的形状相应的气体扩散模拟。在本公开的第5方式涉及的气体扩散模拟方法中，也可以在第1方式或第3方式中，所述细孔中的壁面至少由所述细孔中的液态水的表面形成。据此，能够进行考虑了细孔中的液态水的高精度的气体扩散模拟。在本公开的第6方式涉及的气体扩散模拟方法中，也可以在第5方式中，所述细孔中的壁面的位置信息通过包围所述细孔的周围的所述多孔质体的壁部分的形状信息、以及在所述细孔中所述液态水所占的饱和度来确定。据此，不需要实验等就能够得到壁面的位置信息，因此能够以短时间进行气体扩散模拟。本公开的第7方式涉及的气体扩散模拟装置，具备模拟设置有多个细孔的多孔质体中的气体的扩散的运算处理部，所述运算处理部以下述方式被构成：求出基于在所述细孔中由壁面包围的空间中的第1气体粒子的均方位移的努森扩散系数、以及使用了所述努森扩散系数的努森扩散项，求出使用了所述第1气体粒子和与所述第1气体粒子不同的第2气体粒子的相互扩散系数的相互扩散项，基于由所述努森扩散项与所述相互扩散项之和得出的所述第1气体粒子的扩散方程式来模拟所述第1气体粒子的扩散。据此，能够以短时间高精度地预测多孔质内的气体扩散。以下，参照附图对本公开的实施方式进行具体说明。再者，以下在所有附图中对相同或相当的要素标注相同的附图标记，并省略其重复的说明。(实施方式)<气体扩散模拟装置的构成>本公开的实施方式1涉及的气体扩散模拟装置10，如图1所示，是预测多孔质体中的气体的扩散的装置。对于该多孔质体，例如可例示用于燃料电池堆的气体扩散层以及催本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种气体扩散模拟方法，是模拟设置有多个细孔的多孔质体中的气体的扩散的气体扩散模拟方法，/n求出基于在所述细孔中由壁面包围的空间中的第1气体粒子的均方位移的努森扩散系数、以及使用了所述努森扩散系数的努森扩散项，/n求出使用了所述第1气体粒子和与所述第1气体粒子不同的第2气体粒子的相互扩散系数的相互扩散项，/n基于由所述努森扩散项和所述相互扩散项之和得出的所述第1气体粒子的扩散方程式来模拟所述第1气体粒子的扩散。/n

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20180426 JP 2018-085362;20180507 JP 2018-0895171.一种气体扩散模拟方法，是模拟设置有多个细孔的多孔质体中的气体的扩散的气体扩散模拟方法，
求出基于在所述细孔中由壁面包围的空间中的第1气体粒子的均方位移的努森扩散系数、以及使用了所述努森扩散系数的努森扩散项，
求出使用了所述第1气体粒子和与所述第1气体粒子不同的第2气体粒子的相互扩散系数的相互扩散项，
基于由所述努森扩散项和所述相互扩散项之和得出的所述第1气体粒子的扩散方程式来模拟所述第1气体粒子的扩散。


2.根据权利要求1所述的气体扩散模拟方法，
在所述细孔中由所述壁面包围的空间由所述细孔中的壁面的位置信息规定。


3.根据权利要求1或2所述的气体扩散模拟方法，
所述细孔中的壁面至少由包围所述细孔的周围的所述多孔质体的壁部分的表面形成。


4.根据权利...

【专利技术属性】
技术研发人员：万家美纱，山本惠一，
申请(专利权)人：松下知识产权经营株式会社，
类型：发明
国别省市：日本;JP