数值仿真技术在固体氧化物燃料电池(solid oxide fuel cell

SOFC)发展过程中至关重要，有助于探究内部物理参数分布和电化学特性，保证SOFC可靠运行，加快结构迭代优化。SOFC电堆是一个耦合多物理场、结构高度复杂的研究对象，其高昂的计算成本阻碍了大规模电堆的仿真优化。基于代理模型技术，该文提出在三维电堆模型中内置电池代理模型的联合仿真方法，采用数据驱动的代理模型替代电池尺度部分物理过程，实现计算域上代数方程对偏微分方程的替换，从而提高电堆数值模拟效率。仿真结果表明，简化模型可预测堆内状态参数不一致分布，与原模型保持了较高的一致性，预测结果可靠。基于简化模型的电堆数值仿真可降低模型自由度，减少计算内存，提高35%的计算效率，并可实现更大规模电堆的数值计算。可知，简化建模思路及仿真模型对SOFC规模化仿真以及性能分析具有实用价值，对电堆规模放大设计有指导意义。