| 致谢 | 第5-6页 |
| 摘要 | 第6-8页 |
| Abstract | 第8-10页 |
| 1 绪论 | 第14-39页 |
| 1.1 课题背景及燃料电池技术概述 | 第14-25页 |
| 1.1.1 燃料电池简史和基本原理 | 第14-16页 |
| 1.1.2 燃料电池分类及其发展现状 | 第16-25页 |
| 1.2 质子交换膜燃料电池水管理研究综述 | 第25-36页 |
| 1.2.1 问题的提出 | 第25-26页 |
| 1.2.2 气体扩散层中两相传输研究 | 第26-34页 |
| 1.2.3 气体流道中两相传输研究 | 第34-36页 |
| 1.3 本文研究内容及意义 | 第36-38页 |
| 1.4 本章小结 | 第38-39页 |
| 2 数值计算模型 | 第39-64页 |
| 2.1 格子Boltzmann方法概述 | 第39-41页 |
| 2.2 宏观流动基本方程 | 第41-42页 |
| 2.3 格子Boltzmann基本模型推导 | 第42-54页 |
| 2.3.1 格子Boltzmann方程 | 第42-45页 |
| 2.3.2 格子Boltzmann速度模型 | 第45-47页 |
| 2.3.3 基本边界处理 | 第47-51页 |
| 2.3.4 多组分多相流动模型 | 第51-54页 |
| 2.4 计算模型验证 | 第54-63页 |
| 2.4.1 顶盖驱动流 | 第55-56页 |
| 2.4.2 微孔流动 | 第56-58页 |
| 2.4.3 两相分离 | 第58-61页 |
| 2.4.4 两组分混合 | 第61-63页 |
| 2.5 本章小结 | 第63-64页 |
| 3 气体扩散层和微孔层内两相传输模拟 | 第64-82页 |
| 3.1 引言 | 第64-65页 |
| 3.2 计算模型 | 第65-67页 |
| 3.2.1 多孔介质两相格子Boltzmann模型 | 第65页 |
| 3.2.2 GDL-MPL多孔介质模型 | 第65-67页 |
| 3.3 结果分析 | 第67-81页 |
| 3.3.1 MPL对GDL液态水传输的影响 | 第67-72页 |
| 3.3.2 裂缝对GDL和MPL内液态水传输的影响 | 第72-81页 |
| 3.4 本章小结 | 第81-82页 |
| 4 气体扩散层表面液滴动态特性模拟 | 第82-93页 |
| 4.1 引言 | 第82-83页 |
| 4.2 计算模型 | 第83-84页 |
| 4.3 结果分析 | 第84-91页 |
| 4.3.1 孔隙间距的影响 | 第84-86页 |
| 4.3.2 气体流速的影响 | 第86-88页 |
| 4.3.3 孔隙大小的影响 | 第88-90页 |
| 4.3.4 表面润湿特性的影响 | 第90-91页 |
| 4.4 本章小结 | 第91-93页 |
| 5 气体流道内液滴动态特性模拟 | 第93-106页 |
| 5.1 引言 | 第93页 |
| 5.2 计算模型 | 第93-95页 |
| 5.2.1 物理模型 | 第93-95页 |
| 5.2.2 网格独立性分析 | 第95页 |
| 5.3 结果分析 | 第95-104页 |
| 5.3.1 直角型气道的模拟 | 第96-99页 |
| 5.3.2 U-型气道的模拟 | 第99-101页 |
| 5.3.3 多个液滴的模拟 | 第101-104页 |
| 5.4 本章小结 | 第104-106页 |
| 6 三维复杂多孔结构多相多组分传输特性模拟 | 第106-126页 |
| 6.1 引言 | 第106页 |
| 6.2 催化层及其多孔结构重构 | 第106-109页 |
| 6.2.1 催化层传输特点分析 | 第106-107页 |
| 6.2.2 催化层多孔结构数值重构 | 第107-109页 |
| 6.3 三维格子Boltzmann模型 | 第109-116页 |
| 6.3.1 计算模型 | 第109-110页 |
| 6.3.2 三维两相分离 | 第110-114页 |
| 6.3.3 三维组分混合 | 第114-116页 |
| 6.4 三维多孔结构内传输特性模拟 | 第116-125页 |
| 6.4.1 气液两相传输模拟 | 第116-123页 |
| 6.4.2 两组分传输模拟 | 第123-125页 |
| 6.5 本章小结 | 第125-126页 |
| 7 总结与展望 | 第126-129页 |
| 7.1 全文总结 | 第126-128页 |
| 7.1.1 气体扩散层和微孔层内两相传输模拟 | 第126-127页 |
| 7.1.2 气体扩散层表面液滴动态特性模拟 | 第127页 |
| 7.1.3 气体流道内液滴动态特性模拟 | 第127-128页 |
| 7.1.4 多孔结构内多相多组分动态传输特性模拟 | 第128页 |
| 7.2 进一步研究展望 | 第128-129页 |
| 参考文献 | 第129-144页 |
| 作者简历 | 第144-145页 |
| 攻读博士期间主要研究成果 | 第145页 |