氢燃料电池芯内流动路径优化设计分析.

Background

氢燃料电池通过电池内氢和氧的直接电反应来发电, 而不是燃烧. 唯一的产物是水, 因此，它们为广泛的应用提供了一种安全环保的能源. 数字工程 被要求为工业规模燃料电池的开发人员提供设计分析支持. 特别是，它们有助于优化细胞核心内的流动路径.

所面临的挑战

电池在正常操作中的性能取决于向电池提供最佳反应物混合物的有效性. 各种歧管和分配系统为电池系统供气, 我们的工作就是确保这些流体系统的设计能给出最好的分布. 第二个要求是确保启动和关闭过程正常工作, 再一次，通过优化设计各种流动路径，致力于这些阶段的操作.

解决方案

我们使用 计算流体动力学(CFD) 建立一个详细的设备3D模型，并模拟其中的流动和反应. CFD将设备内的各种体积划分为数百万个小型计算单元, 在此范围内求解流体流动方程. 然后使用该模型来评估设计的各种变化并自动优化关键部件的形状. 在整个项目过程中(大约18个月), 许多模型都是由特定组件和操作场景构建的.

结果

通过运用我们的分析, 该装置的设计取得了相当大的进步，特别是在启动和关闭方面.

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