鉄筋コンクリート建屋内での水素爆発解析(3次元)
エネルギー分野において水素に対するニーズが高まると共に、水素を取り扱う工場等における安全性の評価も重要となる。ここでは、燃料電池または水素貯蔵庫等から水素が漏洩し鉄筋コンクリート建屋内上部に水素-空気混合気が溜まった状態で、何らかの原因により着火・爆発した場合の事故を想定した。
本解析では、AUTODYNを用いて水素-空気混合気の爆発時の鉄筋コンクリート建屋内での圧力波伝播状況、および壁面の変形・破壊挙動を模擬した。なお、解析は3次元-1/4体系で行った。
シミュレーション条件
- 空間（空気、水素-空気混合気）
- 直方体形状：3次元 1/4体系
- Euler ソルバー：7m×7m×7m
- 室内および鉄筋コンクリート壁外側に空気
- 室内上部に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分布
(H2：O2：N2 = 2：1：4)
- 鉄筋コンクリート壁
- 鉄筋：Beamソルバー、コンクリート壁：Lagrangeソルバー
- 幅(W) = 奥行き(L) = 5.5m、高さ(H) = 5.25m
- 側面壁：厚さ500mm、天井：厚さ250mm
- 鉄筋間隔：250mm
- 着火点は部屋中央
- 境界条件：床は剛境界、鉄筋コンクリート壁は床に固定
解析モデル(建屋外形)
解析モデル(建屋内)
相当塑性ひずみコンター図 (鉄筋、全体系)