质子交换膜电解池多孔钛烧结扩散层的快速建模方法技术

质子交换膜电解池多孔钛烧结扩散层的快速建模方法，包括：固定计算烧结扩散层的长方体域体积参数，目标孔隙率以及粉末颗粒的最大重合度；根据操作工况确定粉末颗粒直径的分布特征并生成粉末颗粒链表；根据烧结扩散层的体积参数生成长方体域和存储待生成球心坐标的链表；在长方体域内随机生成首个球颗粒的球心并切除相应的圆球体积；记录首个圆球的球心坐标并迭代计算，随机生成球心直至两个球心的间距满足重合度要求，切除以有效坐标为球心的球体积；迭代切除所有满足最大重合度要求的圆球体积，直至长方体域剩余体积满足孔隙率要求；重建一个体积参数相同方体域，并通过布尔运算减去经过切除圆球运算的长方体域，以获得完整的多孔钛烧结扩散层

【技术实现步骤摘要】
质子交换膜电解池多孔钛烧结扩散层的快速建模方法


[0001]本公开属于质子交换膜电解池领域，特别是一种质子交换膜电解池多孔钛烧结扩散层的快速建模方法
。

技术介绍

[0002]质子交换膜电解池是一种将电能转化为氢气的化学能的高效储能装置
。
其中，气体和液体扩散层的性能将会显著影响装置的工作效率，典型的多孔钛烧结扩散层需要将流道输入的水及时输送到催化层供给电化学反应，同时还需要将反应产生的氧气及时从催化剂反应位点排出，否则被氧气覆盖表面的催化层电化学反应速率将会显著降低，聚集的氧气也会影响电解池的散热能力，容易诱发局部热点导致膜过热穿孔
。
因此，合理的多孔钛烧结扩散层结构对电解池性能至关重要
。
[0003]合理的多孔钛烧结扩散层不仅具有良好的水热管理的能力，还具备优异的结构支撑和导电作用
。
然而由于球颗粒堆积的随机性以及颗粒直径的不确定性，通过手动建模无法获取具有真实随机排布的多孔钛烧结扩散层
。
因此有必要综合考虑钛烧结扩散层的结构要求，烧结工况以及本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种质子交换膜电解池多孔钛烧结扩散层的快速建模方法，其特征在于，其包括以下步骤：第一步骤，固定质子交换膜电解池多孔钛烧结扩散层所处的长方体域
B1
的长
L、
宽
W、
高
H
，以及整个钛烧结扩散层的孔隙率
ε
all
和粉末颗粒的最大重合度
O
；第二步骤，确定粉末颗粒的直径分布特征，并生成粉末颗粒链表以存储待生成粉末颗粒的直径；第三步骤，生成所述长方体域
B1
以及三个存储待生成粉末颗粒球心
X,Y
和
Z
坐标的链表；第四步骤，在长方体域
B1
内随机生成首个粉末颗粒的球心坐标，并以所述球心坐标为中心，以所述链表中第一个元素为直径在长方体域中切除圆球体积；第五步骤，在所建立的链表中分别记录首个圆球的球心的
X,Y,Z
坐标值，随机迭代生成球心的临时坐标，判断坐标与已生成球心的间距是否满足重合度要求，满足重合度的坐标为有效坐标，基于有效坐标在长方体域中切除满足最大重合度要求的圆球体积，并将有效坐标记录以在生成下一个圆球时判断；第六步骤，迭代切除所有满足最大重合度要求的圆球体积，直至长方体域剩余体积满足孔隙率
ε
all
要求；第七步骤，重建一个体积参数相同的长方体域
B1
，并通过布尔运算减去经过切除圆球体积运算的长方体域，以获得质子交换膜电解池多孔钛烧结扩散层
。2.
根据权利要求1所述的质子交换膜电解池多孔钛烧结扩散层的快速建模方法，其特征在于，优选的，最大重合度
O
从0到1之间可调
。3.
根据权利要求1所述的质子交换膜电解池多孔钛烧结扩散层的快速建模方法，其特征在于，直径分...

【专利技术属性】
技术研发人员：张剑飞，傅建林，屈治国，夏毅康，郭子凌，
申请(专利权)人：西安交通大学，
类型：发明
国别省市：