9月1日下午，在浙江大学玉泉校区第四教学楼102会议室，英国萨里大学（University of Surrey) 温晓玲教授为氢能研究院师生带来了以“基于CFD的氢气火灾和爆炸危险预测工具的开发和验证（Development and validation of CFD based predictive tools for hydrogen fire and explosion hazards）”为主题的精彩报告。         

图1. 温晓玲教授作主题报告

氢火灾与氢爆炸的预测是氢安全研究中的重要一环，温晓玲教授研究团队长期投身于相关CFD软件与计算方法的开发与优化，围绕氢气射流火焰、氢气爆炸、氢爆燃爆轰转变及储氢气瓶火灾等研究领域展开了深入研究。温晓玲教授首先分享并介绍了该领域的工作。研究团队基于Openfoam开发了常温射流火焰预测模型，对激波区外的高速氢气火焰形貌进行预测，预测与试验结果匹配度较好。以此为基础，进一步拓宽思路，利用直接数值计算方法对100K以下的冷氢气射流火焰进行预测。在理论计算结果中发现，相较于常温氢气射流火焰，冷氢气射流火焰中可能存在氢气液化情况。经对此进行深化研究，发现释放压力对液化起重要作用；对比3bar与5bar计算结果，仅在5bar压力下观察到局部液化现象。此外，还对不同点火位置的冷氢气射流火焰形貌进行了模拟，并对其差异的成因进行了分析。

接着，温教授介绍了加氢站及储藏室等应用场景下氢气爆炸后果分析方面的相关工作。研究团队借助CFD工具，预测了储藏室内氢气浓度与爆炸压力的关系，对某加氢站气瓶组所用防爆墙的作用进行了数值计算模拟，结论与试验基本吻合。这一发现激励研究团队对此进行扩展研究。以上研究充分说明了CFD数值模拟在氢安全研究中的重要作用。借助经试验验证的CFD模型，可有效降低后续试验成本，提升涉氢装备的安全性。

在氢气爆燃爆轰方面，温教授提出，目前在很多氢气爆炸中均有可能产生了爆燃爆轰转变。研究团队基于德国某实验室试验结果模拟了不同平均氢气浓度下氢气火焰状态。发现在该工况下，当氢气浓度为30%时，无论氢气与空气是否均匀混合都发生爆燃爆轰转变；而在20%氢气浓度下，仅不均匀混合的氢气/空气混合气体发生了爆燃爆轰转变。温教授指出，目前在氢气爆燃爆轰方面仍有大量工作有待展开，后续可围绕该问题进行深入研究。

最后，温教授介绍了储氢气瓶火灾方面的工作。研究团队基于Openfoam平台开发了三维复合材料气瓶火烧模型。考虑辐射、碳烟、树脂热分解等多重物理现象，对气瓶火烧过程进行了模拟，计算结果与试验基本吻合。并以此为基础进行了扩展分析，对复合材料缠绕层的热分解情况、瓶内氢气压力变化、气瓶温度分布等进行了模拟分析。

温教授的深入分享为现场师生的现有研究提供了重要借鉴和参考。

图2. 交流互动瞬间

交流互动环节，现场师生与温教授展开了深入交流。大家就复合材料气瓶火烧的CFD模拟，爆破片启动后高压氢气的燃烧现象，以及氢气泄漏后的扩散规律等进行了充分讨论，并共同期待双方团队的后续合作与交流！

图3. 合影留念

供稿：施建峰

编辑：丁亭亭

审核：陈志平