| 第1章 绪论 | 第1-19页 |
| 1．1 课题背景 | 第9-13页 |
| 1．1．1 质子交换膜燃料电池 | 第9-12页 |
| 1．1．2 质子交换膜燃料电池的气场模拟 | 第12页 |
| 1．1．3 质子交换膜燃料电池的水管理 | 第12-13页 |
| 1．2 文献综述 | 第13-17页 |
| 1．2．1 质子交换膜燃料电池的流场结构 | 第14页 |
| 1．2．2 质子交换膜燃料电池的气场模拟 | 第14-15页 |
| 1．2．3 水在质子交换膜燃料电池中的传递 | 第15-16页 |
| 1．2．4 质子交换膜燃料电池的水管理 | 第16-17页 |
| 1．3 本文工作 | 第17-19页 |
| 1．3．1 质子交换膜燃料电池的数学模型 | 第17-18页 |
| 1．3．2 阴极进气箱设计 | 第18页 |
| 1．3．3 阴极流场板的设计 | 第18页 |
| 1．3．4 质子交换膜中的水分布 | 第18页 |
| 1．3．5 燃料电池中的两相流动 | 第18页 |
| 1．3．6 质子交换膜燃料电池的性能 | 第18-19页 |
| 第2章 质子交换膜燃料电池的数学模型 | 第19-28页 |
| 2．1 流场分析模型 | 第19-22页 |
| 2．1．1 质量守恒方程 | 第19-20页 |
| 2．1．2 动量守恒方程 | 第20-21页 |
| 2．1．3 能量守恒方程 | 第21页 |
| 2．1．4 组分守恒方程 | 第21-22页 |
| 2．2 多孔介质中的扩散模型 | 第22页 |
| 2．3 水的相变模型 | 第22-23页 |
| 2．4 质子交换膜中水的传递模型 | 第23-25页 |
| 2．4．1 电迁移 | 第23-24页 |
| 2．4．2 压力迁移 | 第24页 |
| 2．4．3 浓差扩散 | 第24-25页 |
| 2．5 催化层中的电化学反应模型 | 第25-28页 |
| 2．5．1 Butler Volmer方程 | 第25-26页 |
| 2．5．2 电流守恒方程 | 第26页 |
| 2．5．3 开路电压控制方程 | 第26页 |
| 2．5．4 活化极化的控制方程 | 第26-27页 |
| 2．5．5 反应物消耗和水生成 | 第27-28页 |
| 第3章 阴极进气箱设计 | 第28-34页 |
| 3．1 进气箱流场分析模型 | 第28-30页 |
| 3．2 进气箱流场模拟结果及讨论 | 第30-33页 |
| 3．3 本章小结 | 第33-34页 |
| 第4章 阴极流场板设计 | 第34-43页 |
| 4．1 单通道蛇形流场板的气场分析与性能测试 | 第34-39页 |
| 4．1．1 单通道蛇形流场板的气场分析模型 | 第34-35页 |
| 4．1．2 单通道蛇形流场板的气场分析结果及讨论 | 第35-38页 |
| 4．1．3 单流道蛇形流场板性能测试结果及讨论 | 第38-39页 |
| 4．1．4 单通道蛇形流场板的气场分析与性能测试结论 | 第39页 |
| 4．2 单通道蛇形流场板与点状流场板的比较 | 第39-42页 |
| 4．2．1 点状流场板的流场分析模型及假设 | 第39-40页 |
| 4．2．2 模拟计算结果及讨论 | 第40-41页 |
| 4．2．3 实验结果及讨论 | 第41-42页 |
| 4．3 本章小结 | 第42-43页 |
| 第5章 质子交换膜中的水分布 | 第43-58页 |
| 5．1 几何模型及边界条件 | 第43-45页 |
| 5．2 计算结果及讨论 | 第45-57页 |
| 5．2．1 电流密度对膜中水含量的影响 | 第46-52页 |
| 5．2．2 空气加湿温度对膜中水含量的影响 | 第52页 |
| 5．2．3 阳极加湿温度对膜中水含量的影响 | 第52-54页 |
| 5．2．4 燃料电池运行温度对膜中水含量的影响 | 第54-56页 |
| 5．2．5 气体扩散层孔隙率对膜中水含量的影响 | 第56-57页 |
| 5．3 本章小结 | 第57-58页 |
| 第6章 质子交换膜燃料电池中的两相特征 | 第58-71页 |
| 6．1 阴极催化层表面的液态饱和度 | 第58-62页 |
| 6．1．1 电流密度对阴极催化层表面的液态饱和度的影响 | 第59页 |
| 6．1．2 阴极加湿温度对阴极催化层表面的液态饱和度的影响 | 第59-60页 |
| 6．1．3 阳极加湿温度对阴极催化层表面的液态饱和度的影响 | 第60-61页 |
| 6．1．4 燃料电池运行温度对阴极催化层表面的液态饱和度的影响 | 第61-62页 |
| 6．1．5 气体扩散层孔隙率对阴极催化层表面的液态饱和度的影响 | 第62页 |
| 6．2 穿过膜电极方向水蒸汽浓度的变化 | 第62-67页 |
| 6．2．1 电流密度对水蒸汽浓度的影响 | 第64页 |
| 6．2．2 阴极加湿温度对水蒸汽浓度的影响 | 第64-65页 |
| 6．2．3 阳极加湿温度对水蒸汽浓度的影响 | 第65-66页 |
| 6．2．4 运行温度对水蒸汽浓度的影响 | 第66页 |
| 6．2．5 气体扩散层孔隙率对水蒸汽浓度的影响 | 第66-67页 |
| 6．3 阴极催化层表面氧气浓度 | 第67-70页 |
| 6．3．1 运行电流密度对阴极催化层表面氧气浓度的影响 | 第67页 |
| 6．3．2 阴极加湿温度对阴极催化层表面氧气浓度的影响 | 第67页 |
| 6．3．3 阳极加湿温度对阴极催化层表面氧气浓度的影响 | 第67-68页 |
| 6．3．4 运行温度对阴极催化层表面氧气浓度的影响 | 第68页 |
| 6．3．5 气体扩散层孔隙率对阴极催化层表面氧气浓度的影响 | 第68-70页 |
| 6．4 本章小结 | 第70-71页 |
| 第7章 质子交换膜燃料电池的性能 | 第71-82页 |
| 7．1 质子交换膜中电流密度的分布 | 第72-76页 |
| 7．1．1 不同平均电流密度下膜中电流密度的分布 | 第72-74页 |
| 7．1．2 燃料电池运行温度对膜中电流密度分布的影响 | 第74页 |
| 7．1．3 阴极加湿温度对膜中电流密度分布的影响 | 第74页 |
| 7．1．4 阳极加湿温度对膜中电流密度分布的影响 | 第74-76页 |
| 7．1．5 气体扩散层孔隙率对膜中电流密度分布的影响 | 第76页 |
| 7．2 质子交换膜燃料电池的性能 | 第76-79页 |
| 7．2．1 质子交换膜燃料电池阴极侧加湿温度对其性能的影响 | 第76-78页 |
| 7．2．2 质子交换膜燃料电池阳极加湿温度对其性能的影响 | 第78页 |
| 7．2．3 质子交换膜燃料电池运行温度对其性能的影响 | 第78-79页 |
| 7．2．4 气体扩散层孔隙率对燃料电池性能的影响 | 第79页 |
| 7．3 燃料电池模拟计算和实验结果的比较 | 第79-80页 |
| 7．4 本章小结 | 第80-82页 |
| 第8章 蛇形流场燃料电池计算机模拟 | 第82-88页 |
| 8．1 几何模型及边界条件 | 第82-83页 |
| 8．2 计算结果及讨论 | 第83-86页 |
| 8．2．1 质子交换膜中的水含量 | 第83-86页 |
| 8．2．2 质子交换膜中的电流密度 | 第86页 |
| 8．2．3 阴极催化层表面水蒸汽浓度 | 第86页 |
| 8．2．4 阴极催化层表面氧气摩尔百分含量 | 第86页 |
| 8．3 本章小结 | 第86-88页 |
| 第9章 结论与展望 | 第88-90页 |
| 9．1 结论 | 第88-89页 |
| 9．2 展望 | 第89-90页 |
| 致谢 | 第90-91页 |
| 参考文献 | 第91-96页 |
| 攻读硕士学位期间参加的科研项目和发表的论文 | 第96页 |
