大幅增长的人口所带来的环境污染和能源紧缺问题已相当严重,开发和利用新型替代能源迫在眉睫。固体氧化物燃料电池（SOFC）作为高效、清洁的能源转换装置,成为了继水力、火力、核能后的第四代发电技术。本文的研究对象为瓦楞式SOFC,在电化学动力学原理的基础上,利用COMSOL软件对瓦楞式SOFC模型的多物理场进行耦合,从组分传输、温度分布、电流密度、燃料利用率等多个方面对所建模型进行了研究分析。首先建立了稳态情况下的瓦楞式SOFC和平板式SOFC数学模型,求解并分析组分、温度、电流密度和极化损失的分布情况,发现了瓦楞式SOFC的电流密度分布更加均匀,整体值也更大,在高电流密度下并未出现浓差极化现象,且过电位要小于平板式SOFC。瓦楞式SOFC的最大温差高于平板式SOFC,但其最高温度位于阳极斜面偏上位置,便于通过连接体传递热量。研究不同结构参数下的瓦楞式SOFC的性能差异可得,电池长度的增大能够提升燃料利用率,当电池长度由40 mm逐步增至100 mm时,燃料利用率平均增幅有所降低,分别为36.09%、22.26%和14.09%;多孔电极孔隙率的增大可以提升氢气向反应面的扩散,但孔隙率由0.5增至0.6时氢气速度的增幅降至1.74%,电池的电性能增幅骤减;增大流道夹角可以减弱“拐角效应”,降低欧姆损耗和热负荷,使最大温差的平均值减小6.18%。但当流道夹角由135°增至150°时,平均电流密度的降幅剧增,从而得出较优流道夹角选择为135°。最后求解不同操作参数下瓦楞式SOFC的数学模型,并分析组分分布、温度分布、燃料利用率和电效率的变化情况,发现当燃料入口速率由0.5 m/s升至0.75 m/s时,阴极内部氧气摩尔分数平均下降1.46%,增强了氧气向反应面处的扩散,但会导致燃料利用率和电效率的骤减;空气入口速率由1.0 m/s逐步增至4.0 m/s时,出口处氢气分别减小8.12%、4.05%和2.83%,提升燃料利用率的同时避免了浓差极化,但过高的速度对电性能和燃料利用率的提升效果会减弱。阳极入口气体中氢气含量的升高能够改善浓差极化现象,但会导致燃料利用率下降幅度增大;阴极入口空气中氧气的摩尔分数由0.11增至0.41时,阳极出口氢气含量降低了26.3%,且提升了电池的平均电流密度和功率密度,这种提升效果在氧气所占摩尔比较小时更为明显。