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对液流电池双极板流场结构进行优化，是提升电池电化学性能、降低泵功率损耗，并进一步改善系统工作稳定性与循环寿命的关键路径之一。本文聚焦于半电池构型，采用拓扑优化方法开展新型流场结构的设计研究。图1展示了DES基钒铁液流电池半电池模型，该模型包含多孔电极区域、入口域与出口域，其中多孔电极被设定为拓扑优化的设计域。在COMSOL Multiphysics® 中建立了相应的拓扑优化数学模型，采用立方体网格进行离散化处理。基于变密度法构建拓扑优化数值模型，初始化设计变量?，并明确目标函数与约束条件。通过有限元法求解控制方程，结合伴随法进行灵敏度分析，并采用移动渐近线法（MMA）实现迭代优化。为验证拓扑优化方法的有效性，将优化所得流场结构（Opt）在半电池中的输出电流与蛇形流场（Ser）、指形流场（Int）及贯通流场（TF）结构进行了对比，不同流场电极一体化结构几何形状图如图2所示。结果表明，拓扑优化流场在所有测试工况下均表现出最高的输出电流，尤其在电极孔隙率为0.8时优势最为显著。在孔隙率为0.8与0.85条件下，贯通流场结构输出电流最低，而指形与蛇形流场性能介于其间，在所有工况条件下，拓扑优化流场结构表现出最佳的反应传递性能。