Berechnung von Stromdichteverteilungen in Brennstoffzellen aus Magnetfeldmessungen

• Antragsteller: Dr. Peter Hähner
• Fachliche Zuordnung: Mathematik
• Förderung: Förderung von 2001 bis 2002
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 5311088

Von einem geraden Leiter, durch welchen ein stationärer Strom fließe, werde das vom Strom erzeugte Magnetfeld in der Umgebung des Leiters gemessen. Aus den Messungen des Magnetfeldes soll die Stromdichteverteilung im Leiter ermittelt werden. Fragestellungen dieser Art treten bei der Ermittlung der Stromdichteverteilung in Brennstoffzellenstacks auf. Das Problem läßt sich mit Hilfe des Biot-Savartschen Gesetzes nach Diskretisierung mit einem (überbestimmten) linearen und schlecht konditionierten Gleichungssystem modellieren. Um eine möglichst gute Meßapparatur zu bauen, sind folgende Fragen von Interesse: Wahl der Meßpunkte (wieviele, wo?); Auswahl eines Verfahrens zur Lösung des schlecht konditionierten Gleichungssystems (Tikhonov, spectral cut-off); Genauigkeit der berechneten Sromdichteverteilung in Abhängigkeit von der Meßgenauigkeit für das Magnetfeld; räumliches Auflösungsvermögen des Verfahrens; Verbesserung der Ergebnisse durch a-priori-Informationen über die Stromdichteverteilung. Diese Fragen sollen überwiegend experimentell mit Simulationsrechnungen (Simulationstool Matlab) beantwortet werden.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen