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基于螺旋-花瓣耦合仿生流场的PEMFC性能分析与评价研究
1
作者
周谦谋
徐峰祥
+1 位作者
邹震
蒋舟顺
《太阳能学报》
北大核心
2025年第9期382-389,共8页
该文基于仿生思想设计一种耦合螺旋线结构与花瓣分形的新型仿生流场(BFF),并将提出的BFF与传统单蛇流场(1SFF)、五蛇流场(5SFF)和平行流场(PFF)的PEMFC峰值功率密度、水气传输特性、电流密度分布以及压降等性能指标进行对比分析。研究...
该文基于仿生思想设计一种耦合螺旋线结构与花瓣分形的新型仿生流场(BFF),并将提出的BFF与传统单蛇流场(1SFF)、五蛇流场(5SFF)和平行流场(PFF)的PEMFC峰值功率密度、水气传输特性、电流密度分布以及压降等性能指标进行对比分析。研究结果表明:0.6 V工作电压下,BFF的氧气质量分数平均值比PFF高67.9%,水质量分数平均值相较于PFF降低23.9%,两项均匀性指数达到0.9高于其他3种流场;BFF各界面层的平均膜态水含量小于其余3种流场,有效地去除生成产物水;BFF显著地降低压降,整体压降仅为PFF的16.7%。BFF峰值功率密度分别比1SFF高3.7%、比5SFF高5.5%、比PFF高30.1%。
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关键词
质子交换膜燃料电池(PEMFC)
流场
数值模拟
仿生设计
水管理
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职称材料
爆炸载荷下正弦曲边三维负泊松比夹芯板的动态响应和吸能特性
被引量：
5
2
作者
蒋舟顺
徐峰祥
+1 位作者
邹震
周谦谋
《爆炸与冲击》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2024年第2期1-18,共18页
具有优异能量吸收特性的负泊松比结构在抗爆炸冲击防护领域有广阔的应用前景。为进一步提升夹芯板的抗爆性能,提出了一种在X、Y方向力学特性相同的正弦曲边三维负泊松比夹芯板用于防爆保护。采用数值模拟方法,对夹芯板在空爆载荷下的动...
具有优异能量吸收特性的负泊松比结构在抗爆炸冲击防护领域有广阔的应用前景。为进一步提升夹芯板的抗爆性能,提出了一种在X、Y方向力学特性相同的正弦曲边三维负泊松比夹芯板用于防爆保护。采用数值模拟方法,对夹芯板在空爆载荷下的动态响应和吸能特性进行了研究,分析了夹芯板塑性拉伸和弯曲对背面板变形模式和轴向偏转分布的影响,并探究了爆炸距离、炸药质量、面板厚度和芯层关键结构参数对夹芯板变形和能量吸收的影响。结果表明,在空爆载荷下,夹芯板的动态响应过程可分为芯层压缩、整体变形和自由振动3个阶段。后面板在纵向(X方向)和横向(Y方向)上的抗变形能力无明显差异。随着炸药质量增加和爆炸距离减小,夹芯板的后面板中心位移增加,芯层吸能占比减小。此外,采用薄前面板和厚后面板的夹芯板可以提高芯层的吸能占比。当分别增加相同的前、后面板厚度时,前面板厚度对减小后面板中心位移的影响更显著。当芯层厚度从0.6 mm减小至0.2 mm时,后面板中心位移减小49.0%,总能量吸收增加86.7%;芯层振幅从0.2 mm增大至1.0 mm时,后面板中心位移减小20.7%,总能量吸收大致不变;芯层高度从10 mm增大至18 mm时,后面板中心位移减小88.3%,总能量吸收增加56.9%;芯层宽长比从0.56减小至0.2时,后面板中心位移减小39%,总能量吸收增加47.4%。
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关键词
三维负泊松比结构
夹芯板
抗爆性能
能量吸收
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职称材料
题名
基于螺旋-花瓣耦合仿生流场的PEMFC性能分析与评价研究
1
作者
周谦谋
徐峰祥
邹震
蒋舟顺
机构
武汉理工大学现代汽车零部件技术湖北省重点实验室
武汉理工大学汽车零部件技术湖北省协同创新中心
出处
《太阳能学报》
北大核心
2025年第9期382-389,共8页
基金
国家自然科学基金(52475277)。
文摘
该文基于仿生思想设计一种耦合螺旋线结构与花瓣分形的新型仿生流场(BFF),并将提出的BFF与传统单蛇流场(1SFF)、五蛇流场(5SFF)和平行流场(PFF)的PEMFC峰值功率密度、水气传输特性、电流密度分布以及压降等性能指标进行对比分析。研究结果表明:0.6 V工作电压下,BFF的氧气质量分数平均值比PFF高67.9%,水质量分数平均值相较于PFF降低23.9%,两项均匀性指数达到0.9高于其他3种流场;BFF各界面层的平均膜态水含量小于其余3种流场,有效地去除生成产物水;BFF显著地降低压降,整体压降仅为PFF的16.7%。BFF峰值功率密度分别比1SFF高3.7%、比5SFF高5.5%、比PFF高30.1%。
关键词
质子交换膜燃料电池(PEMFC)
流场
数值模拟
仿生设计
水管理
Keywords
proton exchange membrane fuel cell(PEMFC)
flow field
numerical simulation
bionic design
water management
分类号
TK91 [动力工程及工程热物理]
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职称材料
题名
爆炸载荷下正弦曲边三维负泊松比夹芯板的动态响应和吸能特性
被引量：
5
2
作者
蒋舟顺
徐峰祥
邹震
周谦谋
机构
武汉理工大学现代汽车零部件技术湖北省重点实验室
武汉理工大学汽车零部件技术湖北省协同创新中心
出处
《爆炸与冲击》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2024年第2期1-18,共18页
基金
国家自然科学基金(51975438)
高等学校学科创新引智计划(B17034)。
文摘
具有优异能量吸收特性的负泊松比结构在抗爆炸冲击防护领域有广阔的应用前景。为进一步提升夹芯板的抗爆性能,提出了一种在X、Y方向力学特性相同的正弦曲边三维负泊松比夹芯板用于防爆保护。采用数值模拟方法,对夹芯板在空爆载荷下的动态响应和吸能特性进行了研究,分析了夹芯板塑性拉伸和弯曲对背面板变形模式和轴向偏转分布的影响,并探究了爆炸距离、炸药质量、面板厚度和芯层关键结构参数对夹芯板变形和能量吸收的影响。结果表明,在空爆载荷下,夹芯板的动态响应过程可分为芯层压缩、整体变形和自由振动3个阶段。后面板在纵向(X方向)和横向(Y方向)上的抗变形能力无明显差异。随着炸药质量增加和爆炸距离减小,夹芯板的后面板中心位移增加,芯层吸能占比减小。此外,采用薄前面板和厚后面板的夹芯板可以提高芯层的吸能占比。当分别增加相同的前、后面板厚度时,前面板厚度对减小后面板中心位移的影响更显著。当芯层厚度从0.6 mm减小至0.2 mm时,后面板中心位移减小49.0%,总能量吸收增加86.7%;芯层振幅从0.2 mm增大至1.0 mm时,后面板中心位移减小20.7%,总能量吸收大致不变;芯层高度从10 mm增大至18 mm时,后面板中心位移减小88.3%,总能量吸收增加56.9%;芯层宽长比从0.56减小至0.2时,后面板中心位移减小39%,总能量吸收增加47.4%。
关键词
三维负泊松比结构
夹芯板
抗爆性能
能量吸收
Keywords
three-dimensional negative Poisson’s ratio structure
sandwich panels
blast resistance
energy absorption
分类号
O347 [理学—固体力学]
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职称材料
题名
作者
出处
发文年
被引量
操作
1
基于螺旋-花瓣耦合仿生流场的PEMFC性能分析与评价研究
周谦谋
徐峰祥
邹震
蒋舟顺
《太阳能学报》
北大核心
2025
0
在线阅读
下载PDF
职称材料
2
爆炸载荷下正弦曲边三维负泊松比夹芯板的动态响应和吸能特性
蒋舟顺
徐峰祥
邹震
周谦谋
《爆炸与冲击》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2024
5
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职称材料
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