燃料电池被认为是21世纪首选的清洁、高效发电装置。燃料电池中液态水的传输特性对PEMFC燃料电池的性能及其水管理有着较大的影响,本文对质子交换膜燃料电池流道及扩散层中液态水的分布和传输特性进行模拟研究。本文对质子交换膜燃料电池的结构和工作原理进行了分析,讨论了PEMFC中液态水传输过程的质量守恒、能量守恒和动量守恒以及VOF模型中的体积分数方程等控制方程,建立了质子交换膜燃料电池的三维、瞬态、两相流模型。基于Fluent中的Volume of fluid(VOF)模型,对不同截面形状流道中液态水的传输过程进行了仿真分析,研究了不同时刻下,液态水在不同截面形状的流道中的分布、流道横截面上液态水分布及压力分布、液态水在不同截面形状的流道中平均体积分数与时间的关系,结果表明:液态水在矩形流道中具有较高的传输速度,更有利于液态水排出燃料电池。对质子交换膜燃料电池矩形流道中液态水的传输过程进行了仿真分析,研究了不同时刻下,矩形流道中液态水的分布以及压力分布、压力差和接触角对流道中液态水传输过程的影响,结果表明:流道中液态水的传输速度会随着压力差的增大而变快,并且在相同的压力差下流道中液态水的平均体积分数随着接触角的变大而减小。基于VOF模型对扩散层中液态水的传输过程进行了模拟研究,讨论了不同时刻下,扩散层中液态水的分布及压力分布、压力差和接触角对扩散层中液态水传输过程的影响,结果表明:扩散层中液态水的传输速度会随着压力差的增大而变快,但是,当压力差达到一定值时,压力差的变化对扩散层中液态水传输过程的影响将会降低。本文对质子交换膜燃料电池流道以及扩散层中液态水的传输过程进行了模拟研究,分析了流道以及扩散层中液态水的分布状态,为以后燃料电池水管理中的气液两相流动研究有一定的促进作用。