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サンプル&事例紹介ANSYS AUTODYN:衝撃解析ソフトウェア

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
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