题目：Investigation on Thermal Management Enhancement in Proton Exchange Membrane Hydrogen Fuel Cell Based on Cooling Channels Design with Bathtub-Shaped Turbulators

期刊：Renewable Energy

链接：https://doi.org/10.1016/j.renene.2025.124720

影响因子：9.1

WOS分区：一区

中科院分区：一区

内容简介：本研究针对氢能关键能量转换装置——质子交换膜燃料电池，提出了一种采用浴缸型湍流发生器的新型冷却通道设计方案。通过稳态与瞬态数值模拟，对比分析了传统平行通道与新型设计在雷诺数1260–6299范围内的流体动力学与传热性能。研究结果表明：浴缸型湍流发生器可显著强化传热，尤其在低雷诺数工况下效果更为突出。浴缸凹槽构型的性能评价准则数范围为2.30–2.45，而浴缸凸起构型可达2.45–3.05，展现出更优越的综合性能。混沌对流分析表明，涡旋与二次流等复杂流态结构是提升传热效率的关键机理。改进后的冷却系统使最大功率密度提升29.9–30.9%，净功率密度增长69.3–81.8%，显著提高了系统整体能量效率。这些发现为高性能质子交换膜燃料电池冷却通道设计提供了新思路，有助于推进基于氢技术的可再生能源系统向更高效、可靠的方向发展。 

关键词：热管理优化，浴缸型湍流发生器，冷却通道，混沌对流，传热强化