车用燃料电池气体分配管道设计及仿真研究开题报告

1. 本选题研究的目的及意义

燃料电池汽车作为一种新型清洁能源汽车，具有零排放、高效率、低噪音等优点，近年来受到世界各国的高度重视和大力发展。

车用燃料电池气体分配管道作为燃料电池发动机的关键部件之一，其性能优劣直接影响到燃料电池的输出功率、效率和寿命。

本课题研究旨在开发一种高效、可靠、低成本的车用燃料电池气体分配管道，以满足燃料电池汽车对高性能、长寿命和低成本的要求。

2. 本选题国内外研究状况综述

近年来，国内外学者对车用燃料电池气体分配管道进行了大量的研究，在管道结构设计、材料选择、加工工艺和性能测试等方面取得了一定的进展。

1. 国内研究现状

国内在车用燃料电池气体分配管道方面的研究起步较晚，但发展迅速。

3. 本选题研究的主要内容及写作提纲

1. 主要内容

本课题主要研究内容包括：
1.调研国内外车用燃料电池气体分配管道研究现状，分析现有技术路线的优缺点，为本课题研究提供参考；2.确定气体分配管道的结构设计参数，如管道直径、壁厚、弯曲半径等，并进行理论分析和计算；3.利用三维建模软件设计气体分配管道的结构，并进行有限元分析，验证结构强度和刚度；4.选择合适的材料和加工工艺，制备气体分配管道样件；5.搭建气体分配管道性能测试平台，对样件进行流量、压力、温度等性能测试，并对测试结果进行分析；6.根据测试结果，对气体分配管道结构进行优化设计，并进行仿真验证。

2. 写作提纲

4. 研究的方法与步骤

本课题将采用理论分析、数值模拟和实验验证相结合的研究方法。

首先，通过查阅文献、专利和相关技术资料，对车用燃料电池气体分配管道国内外研究现状进行调研，分析现有技术路线的优缺点，确定本课题研究方向和技术路线。

其次，根据燃料电池系统对气体分配管道的要求，确定管道结构设计参数，如管道直径、壁厚、弯曲半径等。

5. 研究的创新点

本课题的创新点在于：
1.提出一种基于多学科优化设计方法的车用燃料电池气体分配管道设计方法，综合考虑流体力学、传热学、材料力学等多学科因素，以实现管道性能的优化；2.研究新型轻量化材料在车用燃料电池气体分配管道中的应用，例如碳纤维复合材料、铝合金等，以降低管道重量，提高燃料电池系统效率；3.开发一种基于数值模拟和实验验证相结合的气体分配管道性能评价方法，以提高管道性能预测的准确性和可靠性。

6. 计划与进度安排

第一阶段 （2024.12~2024.1）确认选题，了解毕业论文的相关步骤。

第二阶段（2024.1~2024.2）查询阅读相关文献，列出提纲

第三阶段（2024.2~2024.3）查询资料，学习相关论文

7. 参考文献（20个中文5个英文）

[1] 王振波, 祝长生, 李欣, 等. 质子交换膜燃料电池金属双极板流场设计与分析[j]. 中国机械工程, 2022, 33(15): 1852-1860.

[2] 张浩, 吴俊, 王帅, 等. 车用燃料电池阴极气体引射系统仿真研究[j]. 小型内燃机与车辆技术, 2021, 50(5): 1-6.

[3] 王晓峰, 林逸, 马诗旻. 燃料电池发动机进气管道压力脉动仿真分析[j]. 汽车工程, 2020, 42(11): 1351-1356.