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1 绪论
1.1 燃料电池技术概述
1.2 质子交换膜燃料电池
1.2.1 基本原理及结构
1.2.2 膜电极的结构及功能
1.2.3 封装力学—燃料电池的一项关键技术
1.3 本文主要研究内容及意义
2 膜电极研究现状与理论基础
2.1 气体扩散层的实验研究
2.2 电解质膜与催化层的研究
2.3 数值模拟研究方法
2.3.1 质子交换膜燃料电池的性能模拟
2.3.2 流场分析中的边界条件
2.3.3 气体扩散层的接触电阻模型
2.4 小结
3 封装载荷对气体扩散层性能的影响
3.1 双极板与气体扩散层的接触电阻
3.1.1 接触电阻率模型
3.1.2 基于有限元分析的接触电阻计算模型
3.1.3 双极板肋的形状设计
3.1.4 双极板肋宽对接触电阻的影响
3.2 封装后气体扩散层的变形
3.3 肋形状对气体扩散层变形和接触电阻的影响
3.4 小结
4.封装载荷作用下的单电池性能
4.1 交指型流场燃料电池封装后的性能变化
4.1.1 基本分析模型
4.1.2 封装压缩后的电池性能
4.2 平行流场电池封装后性能变化
4.2.1 基本分析模型
4.2.2 封装压缩后的电池性能变化
4.3 小结
5 封装载荷作用下的燃料电池堆变形与性能
5.1 燃料电池堆封装模型
5.1.1 第一级等效弹簧模型
5.1.2 第二级等效弹簧模型
5.1.3 等效弹簧模型验证和算例
5.2 燃料电池堆性能分析
5.2.1 1+1维模型及电池堆流体分布模型概述
5.2.2 歧管(气体分配管)流量分布模型
5.2.3 电池堆流体分布模型的数值实现
5.3 封装后电池堆性能分析算例
5.4 小结
6 气体扩散层内微液滴传输过程
6.1 纤维围栏毛细模型
6.2 LBM两相流方法
6.2.1 LBM两相流方法概述
6.2.2 LBM模拟毛细驱动微流体
6.3 影响液态水传输的若干因素的分析
6.3.1 边界条件对多孔介质内流动的影响
6.3.2 多孔介质中的毛细压力驱动流动
6.3.3 气相浓缩对液态水分布的影响
6.4 微液滴生成与传输过程模拟
6.5 小结
结 论
创新点摘要
参考文献
攻读博士学位期间发表学术论文情况
附录
致 谢
作者简介