汽车燃料电池并行计算动力学与反应结构非线性、时/空多尺度复杂系统分析

研究汽车燃料电池动态、大电流操作过程的非线性特性。以区域分解算法结合有限元结构动力分析进行多尺度、大范围并行计算，对质子膜燃料电池多区域反应结构作动态数值模拟。考察系统在材料、设计、操作参数作用下，电化学反应过程受物质和电荷传递阻滞与积累、反应热效应、气液两相流动的影响，揭示质子膜燃料电池反应系统的时/空复杂非线性行为，为优化结构设计，维持稳定、高效的能量转化过程提供科学指导。应用反应工程原理和方法，结合仍处于发展阶段的当代科学计算前沿领域，依托计算机并行计算系统，求解燃料电池时/空多尺度结构的非线性偏微分方程复杂系统，综合分析多个传递现象与电化学反应耦合的相互作用规律，研究操作过程的稳定性和动态特性，可以突破目前注重传递现象，缺乏对系统反应-传递耦合非线性分析的局限，以反应工程战略和研究内容、方法、手段的创新，获得系统设计、运行的根本原理，促进汽车燃料电池与反应工程科学研究的共同发展。