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摘要
固体氧化物燃料电池(Solid oxide fuel cell,SOFC)长期在高温下运行，蠕变不可避免，蠕变变形会导致损伤，产生裂纹，不同流道布置对平板式SOFC蠕变损伤会产生显著的影响。建立平板式SOFC多物理场模型，将COMSOL多物理场数值模型计算得到的不均匀温度场作为热载荷施加到ABAQUS模型中，再基于Wen-Tu蠕变延性耗竭模型开发了蠕变损伤子程序，研究平板式SOFC同流、逆流、交叉流道设计下的蠕变行为。结果表明，平板式SOFC在同流、逆流、交叉流道设计下分别运行19 800 h、24 000 h、78 500 h后达到蠕变损伤临界值，裂纹萌生均位于上连接体处；运行50 000 h后同流条件下出现两处裂纹，逆流条件下出现四处裂纹，交叉流道布置下未出现裂纹；采用交叉流道布置可最大化平板式SOFC工作寿命。结论可为实现长期、高效、稳定运行的平板式SOFC优化设计提供理论依据。
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单位建筑工程学院; 中国石油大学（华东）
