cfd-ace+在燃料电池设计中的应用

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1、CFD-ACE+在燃料电池设计中的应用能源交通运输电子燃料电池设计师怎样燃料电池的优化设计？以下是有关燃料电池设计的问题，您注意到了吗：压强、温度以及流动率如何影响电池性能？怎样的流体冷却速率可以使电池保持恒定的温度？空气的相对相对湿度如何影响电池的性能？电池工作时温度最高的部分在什么地方？膜/催化剂层的最优设计厚度是多少？电池工作时热弹性应力最集中的地方在哪儿？电池工作时产生多少水气，它们到哪里去了？您想知道答案吗？我们为您提供了ESICFDInc公司研发的先进计算流体力学和多物理场软件CFD-ACE+,它将为您的燃料电池设

2、计创造理想的环境，包括概念设计，实际性能分析，以及具体优化，而且无论是整体设计还是局部优化，它都能积极胜任。CFD-ACE+具有以下突出的优点：它高度集成并整合了燃料电池设计中用到的基础物理模型：流动、热和质量传递，电流传递，催化剂层的电化学以及热应力；所有功能通过用户界面（GUI）使得用户完全可控；催化剂层的电化学模型使用了双电压公式建模；不需要用户自行定义；具有内置膜模型；扩展的内部参数化和优化工具。原子交换膜燃料电池（PEMFC）CFD-ACE+具有按照PEM燃料电池物理基础进行严格建模的独有功能。CFD-ACE+能够帮

3、助燃料电池设计工程师深入研究以下PEM电池相关问题：膜的水合作用，水（液态水或水蒸气）的形成与传递；相对湿度，温度以及压强对电池性能的影响；膜电极组合中多区域内的过压以及欧姆损失；多孔、扭曲，催化剂掺入以及其他膜电极组合属性对电池性能的影响。固体氧化物燃料电池（SOFC）由于高温和陶瓷电解液的影响，固体氧化物燃料电池的设计有其固有的难点，CFD-ACE+针对SOFC提供了理想的多相物理环境进行概念设计，具体分析以及整体优化：几何与操作条件对电池性能的影响；温度分布以及热应力；燃料电池堆栈排列及系统整体功能；燃料使用过程中的效率

4、分析。caeda@vip.sina.com直接甲醇燃料电池（DMFC）直接甲醇燃料电池利用膜作为电解液，直接由液体甲醇产生电流，避免了燃料转化。CFD-ACE+针对DMFC提供了理想的多相物理环境进行概念设计，具体分析以及整体优化：电解过电压损失和极化反应；能量密度和温度分布；甲醇透过作用；膜对阴极催化剂的毒化作用；催化剂的使用。总结：我们提供的解决方案流体流动电化学毛细作用热和质量传递过电压损失热弹性应力完全并行化设计分析膜模型CFD-ACE+针对燃料电池建模的其他功能：完全多孔介质流动模型，包括空间压缩而导致的流动加速，各

5、向异性的线性和（或）非线性阻抗引起的压力损失；热和质量在多孔介质中的传递，包括分散扭曲作用的影响；电化学在催化层的作用，应用双电压公式。活性的催化剂层并没有收缩为一个表面，而仍旧保持立体状态。此外还包括应用完整的Butler-Volmer方程描述小孔尺寸的作用和催化剂载入的动力学过程；内建了膜模型；后处理形成了集中的电压－电流特性，且没有其他额外计算。可以很方便的使用数据创建极化曲线；使用了完全的StefanMaxwell方程描述核素传输，对多孔区域可作出合适的修改；在设想的孔－催化剂离聚物界面处，通过反应－扩散平衡来细致地描

6、述在催化剂层的不同种类的化学反应，而且可以体现反应现象中关键参数的影响，如催化剂的载入过程以及孔的尺寸；通过求解有关液体饱和度的一个独立的传输方程，可以描述PEMFC中液态水的传递。包括压强、表面张力、电掺激发器牵引以及重力等对液体传递状态的影响，还包括液态水对水蒸气扩散的阻碍作用。ESI公司是世界工业产品数值模拟研究以及软件研发的杰出代表。它创建于1988年，总部位于法国巴黎，拥有强大的研发队伍，其产品已经得到世界范围内的认可。全球使用ESI公司软件和服务的有六百多个国际性的集团公司，如洛克希德-马丁，波音,Caterpil

7、lar,克勒斯勒,福特汽车,BallardPower,通用,宝马,霍尼维尔,惠普,IBM,英特尔等.ESICFDInc.是ESI公司针对计算流体力学领域的专业研发部门，它的优秀CFD软件产品受到用户的普遍赞誉。有关CFD-ACE+详细介绍、技术支持及提供试用软件，请您联系CAEDA公司：www.caeda.com.cn。caeda@vip.sina.com