拓扑优化仿生流场

降低系统寄生功耗

通过多目标拓扑细化，在流场中自发形成流线型偏转结构，在不牺牲传质的前提下降低压降损耗，实现更高的系统净功率。

Yifan, Li · 李田 · 张继业

International Journal of Heat and Mass Transfer 2026

参数信息

欧拉数

206.877

全局净功率

22.437 W

技术优势

压降大幅降低

拓扑细化自发演化出平滑的流线型偏转结构，显著降低动量耗散。

系统净功率最高

在降低寄生泵浦功率的同时，实现了22.437 W的最高全局净功率。

传输更均匀

阴极催化层处的氧气、电流和湿热场界面传输被均匀化，减轻局部热应力和水淹风险。

应用场景

• PEMFC电堆集成：将优化流场板集成到双极板中，降低寄生损耗并提升电堆效率。
• 氢燃料电池系统：通过降低压降提升净输出功率，改善氢燃料电池系统能效。
• 高功率密度电源：缓解高负荷浓差极化，支撑更高功率密度输出。
• 无人机动力系统：减轻辅助系统功耗，提升无人机续航与载荷能力。