Topology optimization of flow and heat transfer in coolant channels considering porous multi-heat source

传热 冷却液 材料科学 机械 拓扑(电路) 热交换器 热撒布器 热力学 物理 电气工程 工程类
作者
Peixun Yu,Wei Zhang,Hui Wang,Zelin Wang,Guangming Xiao,Yanxia Du,Bo You
出处
期刊:International Communications in Heat and Mass Transfer [Elsevier]
卷期号:152: 107285-107285 被引量:5
标识
DOI:10.1016/j.icheatmasstransfer.2024.107285
摘要

Heat generation in catalyst layer is usually transferred into the bipolar plates of coolant channels through the porous skeleton of gas diffusion layer. In this work, topology optimization of flow and heat transfer in coolant channels considering porous multi-heat source in a proton exchange membrane fuel cell (PEMFC) is proposed to achieve a high cooling capacity. The proposed method simultaneously considers the coupling of coolant channel morphology and heat source distributions. The collaborative topology optimization algorithm employs a density-based approach for coolant channel optimization and a component-based approach for heat source distribution optimization. The effects of coolant inlet flow velocity and heat source intensity on the cooling performance are investigated. Results show that with an inlet velocity of 0.005–0.03 m/s, the maximum temperature in the topology optimization structure can reduce by 3.32–4.56 K for the case of uniform heat source, and 2.25–3.12 K for the case of non-uniform heat source compared to the initial channel structure with uniform heat source, respectively. The dense area heat sources tending to accumulate more near the coolant inlet is identified. The above findings can provide a guidance for the design of a well cooling channel in PEMFC.

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
王了个小婷完成签到 ,获得积分10
6秒前
小不完成签到 ,获得积分10
8秒前
ask基本上完成签到 ,获得积分10
17秒前
淞淞于我完成签到 ,获得积分10
22秒前
66完成签到,获得积分20
24秒前
曹广秀完成签到,获得积分10
24秒前
欢喜板凳完成签到 ,获得积分10
35秒前
赘婿应助科研通管家采纳,获得10
36秒前
乐乐应助科研通管家采纳,获得10
36秒前
44秒前
梨子发布了新的文献求助10
45秒前
张图门完成签到 ,获得积分10
49秒前
几几完成签到,获得积分10
52秒前
暴躁的冬菱完成签到,获得积分10
55秒前
鲤鱼灵阳完成签到,获得积分10
56秒前
keyan123发布了新的文献求助10
1分钟前
Peter完成签到 ,获得积分10
1分钟前
LN完成签到,获得积分10
1分钟前
纯真保温杯完成签到 ,获得积分10
1分钟前
1分钟前
1分钟前
章铭-111完成签到 ,获得积分10
1分钟前
Lauren完成签到 ,获得积分10
1分钟前
踏实的盼秋完成签到 ,获得积分10
1分钟前
免疫小白完成签到 ,获得积分10
1分钟前
涛涛完成签到,获得积分10
1分钟前
麦田麦兜完成签到,获得积分10
1分钟前
506407完成签到,获得积分10
1分钟前
小树叶完成签到 ,获得积分10
1分钟前
wobisheng完成签到,获得积分10
1分钟前
xcuwlj完成签到 ,获得积分10
1分钟前
俏皮的老三完成签到 ,获得积分10
2分钟前
01259完成签到 ,获得积分10
2分钟前
shacodow完成签到,获得积分10
2分钟前
恒牙完成签到 ,获得积分10
2分钟前
kevin_kong完成签到,获得积分10
2分钟前
qqq完成签到 ,获得积分0
2分钟前
郭强完成签到,获得积分10
2分钟前
JUN完成签到,获得积分10
2分钟前
ll完成签到,获得积分10
2分钟前
高分求助中
(应助此贴封号)【重要!!请各用户(尤其是新用户)详细阅读】【科研通的精品贴汇总】 10000
Modern Epidemiology, Fourth Edition 5000
Handbook of pharmaceutical excipients, Ninth edition 5000
Digital Twins of Advanced Materials Processing 2000
Weaponeering, Fourth Edition – Two Volume SET 2000
Polymorphism and polytypism in crystals 1000
Signals, Systems, and Signal Processing 610
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 工程类 纳米技术 有机化学 生物化学 化学工程 物理 计算机科学 复合材料 内科学 催化作用 物理化学 光电子学 电极 冶金 基因 遗传学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 6021630
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 7633957
关于积分的说明 16166755
捐赠科研通 5169462
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2766419
邀请新用户注册赠送积分活动 1749387
关于科研通互助平台的介绍 1636509