有效的水管理对质子交换膜燃料电池性能的提高具有重要的影响。电池阴极通道内液滴运动机制及气液两相流模式是电池水管理的重要内容,已成为众多学者研究的热点。本文利用VOF模型模拟实验条件下各种因素对燃料电池阴极通道内液滴运动机制及气液两相流模式的影响。并且在此基础上,结合多孔介质模型模拟GDL内外侧压力及气相流率对液态水穿过GDL进入阴极通道流动的影响。模拟结果表明,液态水穿过GDL微孔进入阴极通道形成液滴并不断生长,在气流曳力的影响下,液滴形态将发生一系列变化。液滴间发生融合、吞噬现象的临界孔间距为0.6 mm左右,并且融合、吞噬现象的发生会降低GDL表面液态水覆盖率。不同的微孔形状会引起通道内形成的两相流流型的变化,其中bridge flow的出现会加速液态水的排出,但会导致较大的压降及压降波动。气相流率会对液滴形态产生影响,但对液滴运动周期的影响可以忽略不计,而液相流率对液滴形态及运动周期的影响正好相反。另外还发现,随着气液相流率的增加,通道进出口平均压降也会增加,但其随液相流率的增加很小。通道进出口压降标准偏差随着气液相流率的增加将显著增加,这将造成电池输出电压不稳。结合多孔介质模型模拟,发现随着GDL外侧和内侧压差的增加,穿过GDL进入通道的液态水速度、体积及其形成的液滴数量均随之增加,但单个液滴体积及GDL内含水量却减小。通道气相流率增加,使得GDL外侧和内侧压差减小,进而影响液态水的流动。