| 摘要 | 第3-5页 |
| Abstract | 第5-7页 |
| 第一章 绪论 | 第11-25页 |
| 1.1 课题背景 | 第11-15页 |
| 1.1.1 燃料电池简介 | 第11-12页 |
| 1.1.2 质子交换膜燃料电池 | 第12-14页 |
| 1.1.3 其他类型的燃料电池 | 第14-15页 |
| 1.2 PEMFC的水管理及内部传质的研究 | 第15-24页 |
| 1.2.1 燃料电池水管理概述 | 第15-17页 |
| 1.2.2 质子交换膜中的水传质现象 | 第17-18页 |
| 1.2.3 燃料电池流道的研究概况 | 第18-22页 |
| 1.2.4 燃料电池自增湿研究现状 | 第22-24页 |
| 1.3 本文工作 | 第24-25页 |
| 第二章 PEMFC的传质理论与分析 | 第25-32页 |
| 2.1 PEMFC流体力学模型 | 第25-27页 |
| 2.1.1 连续性方程 | 第25页 |
| 2.1.2 动量守恒方程 | 第25-26页 |
| 2.1.3 能量守恒方程 | 第26页 |
| 2.1.4 组分守恒方程 | 第26-27页 |
| 2.2 PEMFC电化学过程分析 | 第27-31页 |
| 2.2.1 Butler-Volmer方程 | 第27-28页 |
| 2.2.2 电流守恒方程 | 第28-29页 |
| 2.2.3 PEMFC水传质机理分析 | 第29页 |
| 2.2.4 水的电渗拖拽机理 | 第29页 |
| 2.2.5 水的反扩散机理 | 第29-30页 |
| 2.2.6 液态水的生成与传质机理 | 第30-31页 |
| 2.3 本章小结 | 第31-32页 |
| 第三章 低湿环境下逆流传质策略对PEMFC的水管理的影响 | 第32-53页 |
| 3.1 引言 | 第32页 |
| 3.2 燃料电池仿真模型 | 第32-37页 |
| 3.2.1 几何模型 | 第32-35页 |
| 3.2.2 网格划分 | 第35-36页 |
| 3.2.3 网格无关性验证 | 第36-37页 |
| 3.3 边界条件与模拟参数 | 第37-39页 |
| 3.3.1 仿真计算假设 | 第37页 |
| 3.3.2 物性参数 | 第37-38页 |
| 3.3.3 边界条件 | 第38-39页 |
| 3.4 计算设置与收敛判定 | 第39-40页 |
| 3.5 实验验证 | 第40-43页 |
| 3.5.1 实验仪器与原理 | 第40-42页 |
| 3.5.2 实验步骤 | 第42-43页 |
| 3.6 结果与分析 | 第43-51页 |
| 3.6.1 模拟极化曲线与实验结果比较 | 第43-44页 |
| 3.6.2 阳极GDL/CL界面处中水含量分布 | 第44-46页 |
| 3.6.3 电流密度分布 | 第46页 |
| 3.6.4 膜中水含量与质子导电率分布 | 第46-48页 |
| 3.6.5 阴极水含量分布 | 第48-49页 |
| 3.6.6 水传递通量分布 | 第49-51页 |
| 3.6.7 对比实验验证 | 第51页 |
| 3.7 本章小结 | 第51-53页 |
| 第四章 变宽度与变深度流道对燃料电池排水性能的影响 | 第53-71页 |
| 4.1 引言 | 第53页 |
| 4.2 几何模型 | 第53-56页 |
| 4.3 网格划分 | 第56-60页 |
| 4.3.1 流道网格划分 | 第56-59页 |
| 4.3.2 网格小结 | 第59页 |
| 4.3.3 网格无关性验证 | 第59-60页 |
| 4.4 物性参数与边界条件 | 第60-62页 |
| 4.4.1 仿真计算假设 | 第60页 |
| 4.4.2 物性参数 | 第60-61页 |
| 4.4.3 边界条件 | 第61-62页 |
| 4.5 计算设置与收敛判定 | 第62-63页 |
| 4.6 实验验证 | 第63-64页 |
| 4.7 结果与分析 | 第64-69页 |
| 4.7.1 模拟极化曲线与实验结果对比 | 第64-65页 |
| 4.7.2 阴极流道压力与流速分布 | 第65-66页 |
| 4.7.3 电流密度分布 | 第66-67页 |
| 4.7.4 GDL与 CL交界面上的液态水饱和度分布 | 第67-68页 |
| 4.7.5 阴极流道与扩散层中的水摩尔比例分布 | 第68-69页 |
| 4.8 本章小结 | 第69-71页 |
| 第五章 干燥工况下氢循环自增湿的模拟分析 | 第71-78页 |
| 5.1 引言 | 第71页 |
| 5.2 氢循环仿真模型 | 第71-73页 |
| 5.2.1 UDF编写 | 第71页 |
| 5.2.2 几何模型与网格划分 | 第71-72页 |
| 5.2.3 稳态试算时的边界条件 | 第72-73页 |
| 5.2.4 瞬态模拟过程及计算设置 | 第73页 |
| 5.3 计算结果及分析 | 第73-77页 |
| 5.3.1 阳极平均湿度与其响应时间 | 第73-75页 |
| 5.3.2 膜水含量与时间的关系 | 第75-76页 |
| 5.3.3 电流密度与水含量的关系 | 第76-77页 |
| 5.4 本章小结 | 第77-78页 |
| 第六章 全文总结 | 第78-81页 |
| 6.1 主要工作与创新点 | 第78-79页 |
| 6.2 展望 | 第79-81页 |
| 攻读学位期间发表的学术论文 | 第81-82页 |
| 参考文献 | 第82-88页 |
| 附录 | 第88-92页 |
| 致谢 | 第92-94页 |
