(19)中华 人民共和国 国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202111458330.1 (22)申请日 2021.12.02 (71)申请人 浙江海洋大学 地址 316022 浙江省舟山市定海区临城街 道海大南路1号 (72)发明人 温小飞　邱阳　周胜男　陈泽滔　 王虎强　朱丹丹　许克容　李江凡　 王广哲　朱浩纲　孟文杰　童林海　 聂钰明　 (74)专利代理 机构 浙江千克知识产权代理有限 公司 33246 代理人 贾森君 (51)Int.Cl. G06F 30/28(2020.01) G06F 17/18(2006.01)H01M 8/04298(2016.01) H01M 8/04313(2016.01) G06F 113/08(2020.01) G06F 119/14(2020.01) (54)发明名称 一种基于流体仿真的燃料电池振动性能测 评方法 (57)摘要 本发明公开了一种基于流体仿真的燃料电 池振动性能测评方法， 涉及燃料电池技术领域， 主要包括步骤： 根据燃料电池中各组件间的结构 关系构建燃料电池的三维模型， 并对三维模型进 行网格化处理； 获取各振动工况下船舶的振动数 据， 并对振动数据进行重构简化作为振动仿真工 况； 以流体仿真的形式将振动仿真工况加载入三 维模型， 并基于质量守恒和动量守恒获取各网格 处的电压； 根据各网格处电压的平均值获取燃料 电池当前振动工况下的动态输出电压； 根据动态 输出电压的电压特征值， 通过最小二乘法获取各 振动工况下电压特征值与振动仿真工况的关系 曲线。 本发 明通过通过性能评估对燃料电池的设 计提供针对性建议， 降低部分振动工况对燃料电 池的性能影响。 权利要求书2页 说明书5页 附图3页 CN 114154437 A 2022.03.08 CN 114154437 A 1.一种基于流体仿真的燃料电池 振动性能测评方法， 其特 征在于， 包括 步骤： S 1： 根据燃料电池中各组件间的结构关系构建燃料电池的三维模型， 并对三维模型进 行网格化处 理； S2： 获取各振动工况下船舶的振动数据， 并对振动数据进行重构简化作为振动仿真工 况； S3： 以流体仿真的形式将振动仿真工况加载入三维模型， 并基于质量守恒和动量守恒 获取各网格处的电压； S4： 根据各网格处电压的平均值获取燃料电池当前振动工况 下的动态输出电压； S5： 根据动态输出电压的电压特征值， 通过最小二乘法获取各振动工况下电压特征值 与振动仿真工况的关系曲线。 2.如权利要求1所述的一种基于流体仿真的燃料电池振动性 能测评方法， 其特征在于， 所述S1步骤中， 根据目标组件的测算精度要求进行网格密度的设置 。 3.如权利要求1所述的一种基于流体仿真的燃料电池振动性 能测评方法， 其特征在于， 所述S2步骤中， 依据傅里叶变换对 振动数据进行重构 简化。 4.如权利要求1所述的一种基于流体仿真的燃料电池振动性 能测评方法， 其特征在于， 所述S3步骤中， 所述质量守恒可表示 为如下第一公式： 式中， ε为燃料电池内部多孔介质层的孔隙率， ρg为燃料电池内反应介质的密度， t为时 间， 为网格处反应介质的流动速度， Sm为源项。 5.如权利要求4所述的一种基于流体仿真的燃料电池振动性 能测评方法， 其特征在于， 所述动量守恒可表示 为第二公式： 式中， p为网格处的压力， μ为燃料电池内的流体动力粘度， 为瞬态项， 为对流项， 为压力项， 为扩散项。 6.如权利要求5所述的一种基于流体仿真的燃料电池振动性 能测评方法， 其特征在于， 所述动态输出电压可由如下公式带入第一公式和第二公式求 解获得： f(Ay,fy,t)为振动荷载； y为垂直于燃料电池内电池 堆的方向， Ay为y方向上的振幅， fy为 y方向上的振动频率， 为y方向上的向量符号,加载振动仿真工况 下Sm为振动荷载。 7.如权利要求1所述的一种基于流体仿真的燃料电池振动性 能测评方法， 其特征在于， 所述S5步骤,电压特 征值可表示 为如下公式： 权　利　要　求　书 1/2 页 2 CN 114154437 A 2式中， Vout为电压特征值， T为震动周期， n为一个振动周期内的采样次数， i为初始为1的 常数， ti为振动周期内的第i次采样时的采样时间点， V(t)为t时间点的动态输出电压 。 8.如权利要求1所述的一种基于流体仿真的燃料电池振动性 能测评方法， 其特征在于， 所述燃料电池的组件包括配对设置的双极板和气体扩散层、 质子交换膜和密封件， 所述双 极板上设有介质流场和介质入口。权　利　要　求　书 2/2 页 3 CN 114154437 A 3