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サンプル&事例紹介ANSYS AUTODYN:衝撃解析ソフトウェア

室内での水素爆発解析(2次元)

燃料電池等から水素が漏洩し、室内天井部付近に水素-空気混合気が溜まった状態で、電灯等のショートにより着火・爆発した場合の事故を想定した。
ここでは、AUTODYNを用いて水素-空気混合気の爆発による室内での圧力波伝播状況を模擬した。なお、本解析では室内を円筒形状と仮定し、2次元軸対称体系で行った。また、室内の壁は変形しない剛壁と仮定した。

解析条件

  • 空間(空気、水素-空気混合気)
    • 円筒形状 : 2次元軸対称(半径(R) = 高さ(H) = 5m)
    • Euler ソルバー
    • 周囲の空気は大気圧
    • 天井部に数百ℓの水素が漏れ出た状態を想定
    • 水素-空気混合気は化学量論比で一様に混合された状態で半球状に分布
      (H2:O2:N2 = 2:1:4)
  • 水素-空気混合気の着火点は天井部中央
  • 境界条件は天井・壁面・床いずれも剛境界
  • 圧力出力点(Gauge1,Gauge2)を設置
ANSYS AUTODYN:サンプル&事例紹介:室内での水素爆発解析(2次元) 解析モデル(境界条件,寸法)
ANSYS AUTODYN:サンプル&事例紹介:室内での水素爆発解析(2次元) 解析モデル(物質の分布,着火点,計測点)

解析結果

ANSYS AUTODYN:サンプル&事例紹介:室内での水素爆発解析(2次元) 最大ピーク過剰圧 コンター図
ANSYS AUTODYN:サンプル&事例紹介:室内での水素爆発解析(2次元) インパルス コンター図
ANSYS AUTODYN:サンプル&事例紹介:室内での水素爆発解析(2次元) 圧力時刻歴 (Gauge 1)
ANSYS AUTODYN:サンプル&事例紹介:室内での水素爆発解析(2次元) 圧力時刻歴 (Gauge 2)

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