浙江海洋大學溫小飛獲國家專利權
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龍圖騰網獲悉浙江海洋大學申請的專利一種基于流體仿真的燃料電池振動性能測評方法獲國家發明授權專利權,本發明授權專利權由國家知識產權局授予,授權公告號為:CN114154437B 。
龍圖騰網通過國家知識產權局官網在2025-08-29發布的發明授權授權公告中獲悉:該發明授權的專利申請號/專利號為:202111458330.1,技術領域涉及:G06F30/28;該發明授權一種基于流體仿真的燃料電池振動性能測評方法是由溫小飛;邱陽;周勝男;陳澤滔;王虎強;朱丹丹;許克容;李江凡;王廣哲;朱浩綱;孟文杰;童林海;聶鈺明設計研發完成,并于2021-12-02向國家知識產權局提交的專利申請。
本一種基于流體仿真的燃料電池振動性能測評方法在說明書摘要公布了:本發明公開了一種基于流體仿真的燃料電池振動性能測評方法,涉及燃料電池技術領域,主要包括步驟:根據燃料電池中各組件間的結構關系構建燃料電池的三維模型,并對三維模型進行網格化處理;獲取各振動工況下船舶的振動數據,并對振動數據進行重構簡化作為振動仿真工況;以流體仿真的形式將振動仿真工況加載入三維模型,并基于質量守恒和動量守恒獲取各網格處的電壓;根據各網格處電壓的平均值獲取燃料電池當前振動工況下的動態輸出電壓;根據動態輸出電壓的電壓特征值,通過最小二乘法獲取各振動工況下電壓特征值與振動仿真工況的關系曲線。本發明通過通過性能評估對燃料電池的設計提供針對性建議,降低部分振動工況對燃料電池的性能影響。
本發明授權一種基于流體仿真的燃料電池振動性能測評方法在權利要求書中公布了:1.一種基于流體仿真的燃料電池振動性能測評方法,其特征在于,包括步驟: S1:根據燃料電池中各組件間的結構關系構建燃料電池的三維模型,并對三維模型進行網格化處理; S2:獲取各振動工況下船舶的振動數據,并對振動數據進行重構簡化作為振動仿真工況; S3:以流體仿真的形式將振動仿真工況加載入三維模型,并基于質量守恒和動量守恒獲取各網格處的電壓; S4:根據各網格處電壓的平均值獲取燃料電池當前振動工況下的動態輸出電壓; S5:根據動態輸出電壓的電壓特征值,通過最小二乘法獲取各振動工況下電壓特征值與振動仿真工況的關系曲線; 所述步驟S3中,所述質量守恒表示為如下第一公式: 式中,ε為燃料電池內部多孔介質層的孔隙率,ρg為燃料電池內反應介質的密度,t為時間,為網格處反應介質的流動速度,Sm為源項; 所述動量守恒表示為第二公式: 式中,p為網格處的壓力,μ為燃料電池內的流體動力粘度,為瞬態項,為對流項,為壓力項,為擴散項; 由于在加載仿真振動工況后,源項轉變為振動荷載,而振動荷載表示為如下公式: 式中,fAy,fy,t為振動荷載;y為垂直于燃料電池內電池堆的方向,Ay為y方向上的振幅,fy為y方向上的振動頻率,為y方向上的向量符號; 基于第一公式和第二公式,通過將加載了振動仿真工況后源項的變式帶入,通過轉換后的公式利用ICEM軟件進行流體仿真,即根據各網格處的壓力、介質流動速度、振幅和振動頻率數據獲取該網格處的電壓;基于各個網格處的電壓數據,燃料電池整體的動態輸出電壓根據雙極板間各網格處電壓進行均值求解獲得; 而后,根據動態輸出電壓,通過如下公式獲取其電壓特征值: 式中,Vout為電壓特征值,T為震動周期,n為一個振動周期內的采樣次數,i為初始為1的常數,ti為振動周期內的第i次采樣時的采樣時間點,Vt為t時間點的動態輸出電壓。
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