质子交换膜燃料电池流道内水传输过程的研究
| 中文摘要 | 第4-5页 |
| Abstract | 第5-6页 |
| 第1章 绪论 | 第10-20页 |
| 1.1 研究背景 | 第10页 |
| 1.2 PEMFC结构与工作原理 | 第10-13页 |
| 1.3 PEMFC水管理 | 第13-14页 |
| 1.4 PEMFC流道内水传输的研究现状 | 第14-18页 |
| 1.4.1 实验研究 | 第14-16页 |
| 1.4.2 模型研究 | 第16-18页 |
| 1.5 GDL变形对流道内水传输的影响 | 第18-19页 |
| 1.6 本文主要研究内容 | 第19-20页 |
| 第2章 仿生流道结构设计 | 第20-30页 |
| 2.1 流道结构研究 | 第20-23页 |
| 2.1.1 传统流道研究 | 第20-22页 |
| 2.1.2 仿生流道研究 | 第22-23页 |
| 2.2 仿生流道结构理论研究 | 第23-24页 |
| 2.2.1 叶脉结构 | 第23页 |
| 2.2.2 Murray 定律及其推广 | 第23-24页 |
| 2.3 几何模型的建立及网格划分 | 第24-29页 |
| 2.3.1 流道尺寸 | 第25-27页 |
| 2.3.2 模型尺寸 | 第27-28页 |
| 2.3.3 网格划分 | 第28-29页 |
| 2.4 本章小结 | 第29-30页 |
| 第3章 PEMFC数值仿真结果及分析 | 第30-47页 |
| 3.1 PEMFC水管理数学模型 | 第30-34页 |
| 3.1.1 守恒方程 | 第30-32页 |
| 3.1.2 传质方程 | 第32页 |
| 3.1.3 组分守恒方程 | 第32-33页 |
| 3.1.4 电流守恒方程 | 第33页 |
| 3.1.5 电化学方程 | 第33-34页 |
| 3.2 边界条件的确定 | 第34-35页 |
| 3.2.1 流道入口边界条件 | 第34页 |
| 3.2.2 流道出口边界条件 | 第34-35页 |
| 3.2.3 电极边界条件 | 第35页 |
| 3.2.4 外部面边界条件 | 第35页 |
| 3.3 操作参数和材料参数 | 第35-36页 |
| 3.4 电池仿真结果分析 | 第36-46页 |
| 3.4.1 流道内压降特性的分析 | 第37-38页 |
| 3.4.2 水在电池中的分布 | 第38-40页 |
| 3.4.3 反应气体在电池中的分布 | 第40-42页 |
| 3.4.4 大电流密度下流道内水管理的研究 | 第42-44页 |
| 3.4.5 低电流密度下流道内水管理的研究 | 第44-46页 |
| 3.5 本章小结 | 第46-47页 |
| 第4章 GDL变形对流道内水传输影响的研究 | 第47-66页 |
| 4.1 GDL与流道表面水传输特性研究 | 第47-51页 |
| 4.1.1 GDL内水传输机理 | 第47-48页 |
| 4.1.2 流道表面的水传输分析 | 第48-50页 |
| 4.1.3 GDL变形对流道微观结构的影响 | 第50-51页 |
| 4.2 VOF数学模型的建立 | 第51-52页 |
| 4.3 计算域及边界条件 | 第52-54页 |
| 4.3.1 阴极流道模型及网格划分 | 第52-53页 |
| 4.3.2 边界条件 | 第53-54页 |
| 4.4 仿真结果分析 | 第54-64页 |
| 4.4.1 网格无关性的验证 | 第54-55页 |
| 4.4.2 GDL变形对流道内水传输的影响 | 第55-59页 |
| 4.4.3 空气进口速度对流道内液态水传输的影响 | 第59-64页 |
| 4.5 本章小结 | 第64-66页 |
| 第5章 流道的可视化实验研究 | 第66-79页 |
| 5.1蛇形流道和仿生流道内水传输的可视化实验 | 第66-71页 |
| 5.1.1 可视化实验研究方法 | 第66-67页 |
| 5.1.2 实验装置 | 第67-69页 |
| 5.1.3 实验结果及分析 | 第69-71页 |
| 5.2 FBG传感器应用于流道可视化研究 | 第71-77页 |
| 5.2.1 FBG传感器的原理 | 第72-73页 |
| 5.2.2 传感器装置 | 第73-75页 |
| 5.2.3 实验结果与分析 | 第75-77页 |
| 5.3 本章小结 | 第77-79页 |
| 第6章 总结与展望 | 第79-81页 |
| 6.1 总结 | 第79-80页 |
| 6.2 展望 | 第80-81页 |
| 致谢 | 第81-82页 |
| 参考文献 | 第82-86页 |
| 研究生期间成果及项目经历 | 第86页 |
