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中文摘要：
水管理是影响质子交换膜燃料电池性能的核心因素，燃料电池的水管理既要防止阴极水泛滥，又要保证质子交换膜的含水量，挑战性极高。本课题从燃料电池内部液态水传输机理出发，通过对微孔层最佳制备技术及扩散层液态水传输现象的研究，发展了完整的三维、两相、非等温燃料电池稳态和瞬态数学模型，详细分析了不同流场设计方案及不同操作条件下燃料电池内部各种复杂传输现象及其对宏观电池性能的影响。将燃料电池数学模型作为正向求解器，简化的共轭梯度法作为反向求解器，通过发展接口技术，将二者耦合，提出了燃料电池多参数同时优化的反问题最佳化方法，在此基础上，开展了燃料电池流场最佳化研究，并提出了一系列新型流场设计方案。对反应面积为256 cm2商业尺寸燃料电池开展了系统实验研究，分析了电池操作温度、阴阳极燃料加湿温度、阴阳极燃料流量、质子膜厚度等典型参数对阴极水泛滥、质子膜含水量和电池性能的影响规律。
结论摘要：
英文主题词PEMFC; water management; iverse problum optimization method; flow field design; micro porous layer
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An inverse geometry design problem for optimization of single serpentine flow field of PEM fuel cell
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