基于Fluent的燃料电池建模及仿真研究

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英文篇名：Modeling and simulation of fuel cell based on Fluent 作者：郭苗苗 ; 文陈 ; 陈学成 ; 陈永刚 英文作者：GUO Miao-miao;WEN Chen;CHEN Xue-cheng;CHEN Yong-gang;Beijing Spacecrafts, China Academy of Space Technology; 关键词：质子交换膜燃料电池 ; 计算流体动力学 ; 建模 英文关键词：PEMFC;;computational fluid dynamics;;modeling 中文刊名：DYJS 英文刊名：Chinese Journal of Power Sources 机构：中国空间技术研究院北京卫星制造厂; 出版日期：2019-01-20 出版单位：电源技术 年：2019 期：v.43;No.340 语种：中文; 页：DYJS201901036 页数：4 CN：01 ISSN：12-1126/TM 分类号：119-122

摘要

宇航用质子交换膜燃料电池在微重力环境下的流动特性是影响其工作性能和使用寿命的重要因素,对其本身设计与优化也有着十分重要的意义。针对质子交换膜燃料电池常用流道,基于流体仿真软件Fluent,建立三维流体仿真模型,采用计算流体动力学数值方法,对其在微重力条件下的流动特性和分布特点进行了仿真研究。研究表明,流体流动与传质有着密切关系,对伏安输出特性曲线起到决定性作用,研究结果可以为宇航用质子交换膜燃料电池的设计改进提供依据。
        The flow characteristics of proton exchange membrane fuel cell(PEMFC) in microgravity environment areimportant factors which affect the performance and service life, and it's important for its optimum and design. Aim atthe flow channel of proton exchange membrane fuel cells, three-dimensional fluid simulation model was establishedbased on Fluent, a fluid simulation software. Its flow characteristics and distribution characteristics under microgravitycondition were simulated by means of computational fluid dynamics(CFD). The results show that there is a closerelationship between fluid and mass transfer, which plays a decisive role in the volt ampere characteristic curve. Theresearch provides a basis for PEMFC design and improvement.

引文

[1]王科.质子交换膜燃料电池双极板流场的研究[D].南京:南京航空航天大学,2007:9-19.
    [2]任茂宾.PEM燃料电池流场板及电池堆流体流动分布的研究[D].天津:天津大学,2002:15-22.
    [3]侯明.质子交换膜燃料电池流场与水热管理及应用的研究[D].大连:中科院大连化学物理研究所,2001:10-16.
    [4]胡鸣若,顾安忠,石玉美.交指型极板的质子交换膜燃料电池阴极模拟[J].电源技术,2002,26(2):1-5.
    [5]吴懋量,顾竹筠,曹寿峰.质子交换膜燃料电池双极板的设计与模拟分析[J].可再生能源,2012,30(10):102-107.
    [6]干频,刘冬安,冯力中,等.金属极板燃料电池电堆接触压力的分布规律[J].机械设计与研究,2010,26(5):134-138.
    [7]简弃飞,李云鹏.四流道蛇形流场孔隙率对PEMFC性能的影响[J].电源技术,2012,36:495-460.
    [8]王炀,王长辉,林震.流道截面形状对PEM燃料电池性能的影响[J].电源技术,2012,36(1):21-23.
    [9]李升进,楼国锋,王晓东,等.蛇形挡板流道PEMFC性能分析[J].电源技术,2008,32(8):521-524.
    [10]林志阳,付强,文东辉,等.微流道流体耗尽边界及交界扩散层的设计研究[J].电源技术,2015,39(6):1334-1336.