在当今的清洁能源工程技术发展中,燃料电池因为其产品具有清洁、污染小、能量转化率高等优点而被国内以及世界广泛的关注。同样,在众多的清洁能源燃料电池的类型中,固体氧化物燃料电池(SOFC)因为具有稳定的电压与功率密度高,使用便携而受到世界各国的青睐,因此对固体氧化物燃料电池的研究显得格外重要。由于燃料电池在工作过程中反应机理比较复杂,内部涉及物质传递、动量转换、能量交换等多个过程的耦合,使用实验研究相关机理过程复杂、成本高、耗时长,因此本文将使用数值仿真的方法研究固体氧化物燃料电池的相关特性。本文主要研究以下两个部分:首先第一部分基于FLUENT研究平板SOFC电池堆在原始结构、带有半圆形分管道的结构、带有附加分管道的结构下空气侧与燃料侧气道中气体的速度场、压力场与温度场分布,并得到三种结构对应下各个子气道的最大流量分布,然后进一步改变燃料侧电池堆进出口主管道数目比,得到对应的三个场分布和子气道流量分布。通过对比不同气道布置下的计算结果,发现带有附加分管道并且进出口数目比为1:2的电池堆结构速度分布更加均匀,压力较小,局部高温区域少,并且子气道的流量分配更加均匀。第二部分基于COMSOL研究SOFC单电池结构下,改变多孔电极中孔隙率、曲折因子等结构参数以及不同流动方向对电池性能(电压、功率密度、燃料利用率)以及浓度分布的影响。通过比较可以发现,孔隙率越大,曲折因子越小,电池的工作性能越好,气道中燃料流向与空气流向相同时也有利于提高电池的性能,气体从气道中向电极中扩散现象更加明显,气体浓度在电极中分布也更加均匀。本文研究的实际意义在于可以为电池堆结构设计以及多孔电极在制备过程中相关结构参数的安排提供一定的指导,从而可以改善电池的工作性能,延长电池的使用寿命。