CN114372388B 一种氢燃料电池密封界面微观泄漏率预测方法 （同济大学）

136.一种氢燃料电池密封界面微观泄漏率预测本发明涉及一种氢燃料电池密封界面微观形貌描述模型建立具有随机特征的氢燃料电池界面微观接触副模型进行密封压缩数值模拟实拟实验后接触副之间的微观间隙，即流体泄漏域；3)对流体泄漏域进行气体流动泄漏模拟实21)通过G-W表面形貌描述模型建立具有随机特征的氢燃料电池密封界面微观接触副模2)对氢燃料电池密封界面微观接触副模型进行3)对流体泄漏域进行气体流动泄漏模拟实验，模拟氢燃料电池密封界面的气体泄漏，步骤1)中，对氢燃料电池密封接触部件表面进体参数建立具有随机表面粗糙结构的氢燃料电池密封界面微观接所述具体参数包括粗糙峰半径r、粗糙峰高度h、粗糙峰步骤3)中，对流体泄漏域施加流体边界载荷，进行流体泄所述的氢燃料电池密封界面微观密封单元泄漏量由泄漏出口的气体流出质量Q表示，i所述的第i个氢燃料电池密封界面微观密封单元的面积Ai的表3所述的气体出口中的气体流量密度为均匀的，则第i个氢燃料电池密封界面微观密封单元4貌特点和微观尺度下密封件压缩及气体流动原理的氢燃料电池泄漏率中存在着数百上千个密封面，由任何一个密封面出现泄漏或内窜都会严重影响整堆电效5曼方法(LatticeBoltzmannMethod,LBM)和Greenwood-Williamson(以下简称G-[0009]本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种计及随机表面[0012]1)通过G-W表面形貌描述模型建立具有随机特征的氢燃料电池密封界面微观接触表面结构形貌特征，并通过G-W表面形貌描述模型将表面微观结构形貌特征量化为具体参[0020]所述的氢燃料电池密封界面微观密封单元泄漏量由泄漏出口的气体流出质量Q表6ii[0030]所述的气体出口中的气体流量密度为均匀的，则第i个氢燃料电池密封界面微观[0037]图2为实施例中根据氢燃料电池密封界面表面微观结构的测量结果构建的具有随[0038]图3为实施例中氢燃料电池密封界面接触副密封压缩数值模拟后状态及流微观间本实施例选取氢燃料电池密封件与双极板之间的密封界面泄漏7[0045]本发明涉及一种计及随机表面形貌的氢燃料电池密封界具体地说，该方法首先通过G-W表面形貌描述模型建立具有随机特征的氢燃料电池密封界料电池装配中密封件所受预紧载荷和压缩状态，并由此获取密封压缩时密封界面(即微观实地模拟了氢燃料电池受封气体在密封界面的泄漏情况，保证了本发明的可行性和准确峰高度(粗糙峰球心和基面间高度差)h、粗糙峰高度h对应的正态分布标准差σ及粗糙峰密[0054]氢燃料电池密封界面微观密封单元泄漏量由泄漏出口气体质量Q表示，其单位为[0057]结合附图2详细说明利用G-W表面形貌描述模型建立具有随机粗糙峰结构的氢燃8上密封件与双极板表面微观粗糙峰特征，本实施例设定了一种单粗糙峰密封件密封面1和度为标准值，为了提高计算效率且保证密封件密封面1的单个粗糙峰在密封压缩后保持完i即为每个粗糙峰高度：[0068]结合图5详细说明氢燃料电池密封界面流体泄漏域气体微观流动有限元模拟及泄[0069]图5为氢燃料电池密封界面流体泄漏域气体流动泄漏结果图。图(5a)为流体泄漏[0070]本发明涉及的方法可以直接将气体出口8的气体通过量作为氢燃料电池密封界面由上可知由气体出口8气体流出质量Q表示氢燃料电池密封截面密封单元微观泄漏量，Q又[0072]Q=1Q:(1)9n)ii[0083]根据氢燃料电池密封界面流体泄漏域气体微观流动有限元模拟及式(1)～(3)可计算得到本实施例中氢燃料电池密封界面密封[0085]综上，本发明采用随随机表面描述模型对氢燃料电池密封接