项目名称： 甲醇制氢微反应器金属纤维多孔载体结构主动设计与性能优化

项目编号： No.51505426

项目类型： 青年科学基金项目

立项/批准年度： 2016

项目学科： 机械、仪表工业

项目作者： 黄祥

作者单位： 浙江工业大学

项目金额： 20万元

中文摘要： 为了解决甲醇制氢微反应器金属纤维多孔载体结构设计与优化的难题，本项目围绕材料结构主动设计的核心环节，分别对其三维微观结构表征、虚拟模型构建，以及耦合性能优化进行研究。在实验研究材料微观结构加工工艺可控性的基础上，采用Micro-CT断层扫描技术获取材料内部结构三维图像数据，通过形态分析得到微观结构定量统计数据；结合形态数据构建可以控制包括材料孔隙率、纤维形态、朝向分布等丰富微观结构特征的主动设计模型；通过仿真材料性能验证模型的可靠性，并建立结构和性能的耦合关联。本课题的相关研究将为多孔纤维材料结构的设计与优化提供可靠的形态表征方法、数字化建模手段，以及性能分析方法。

中文关键词： 多孔金属纤维板；表面功能结构；形态分析；主动设计；传输性能

英文摘要： To solve the problem of optimization design of porous metal fiber sintered sheet (PMFSS) in methanol stream reforming micro-reactor, in this project, aiming at optimization design of material, the morphology characterization of the 3D microstructure, virtual material modeling, and structural coupled performance are researched respectively. The manufacture parameters and their impacts on microstructure is detected. Micro-CT is employed to obtain the 3D internal structural images. Structural characteristics of PMFSS are obtained using morphological exploration. An optimization design model is then proposed with rich morphological controllable characteristics including porosity, fiber structure and orientations. The reliability of our model is verified through simulations, and the relationship between structure and corresponding performance is detected. This project provides promising methods for the structure descriptions, optimization design modeling and performance studies which could contribute to the structural optimization of PMFSS.

英文关键词： Porous metal fiber sintered sheet;Functional surface structure; Morphology analysis;Optimization design;Transport property