近日，我院安全科学与工程学科硕士研究生李祉颐在管道物理爆炸冲击波超压预测方向取得重要进展，相关研究成果《氢气管道物理爆炸冲击波超压预测曲线》(Development of blast curve for predicting peak overpressure from hydrogen pipeline burst)发表在《International Journal of Hydrogen Energy》上。《International Journal of Hydrogen Energy》是工程技术与氢能相关领域最有影响力的期刊之一，目前影响因子为8.1（SCI二区）。李祉颐为该论文的第一作者，通讯作者为杜洋副教授，中国石油大学（华东）为第一署名单位和唯一通讯单位。该研究得到了国家重点研发计划、国家自然科学基金、山东省自然科学基金以及中央高校基本科研业务费专项基金的联合资助。
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面向氢能储输安全需求，针对氢气管道物理爆炸冲击波超压预测方法不完善、管道物理爆炸冲击波时空演化规律不明确等问题，本文基于热黏塑性动态损伤本构模型、浸入边界法（IBM）和改进的罚函数耦合算法，建立了氢气管道物理爆炸流-固-断裂耦合数值计算模型，并与X65氢气管道物理爆炸试验结果进行了对比验证。基于该模型探明了结构动态断裂对冲击波形成及时空传播的影响规律，阐明了经验Baker-Tang曲线法和传统CFD方法在预测氢气管道物理爆炸超压方面的不足；进而开展了设计压力4MPa-12MPa、直径250mm-1000mm氢气管道物理爆炸模拟计算，结果表明相同设计压力不同直径管道物理爆炸产生的无量纲超压随无量纲距离增加具有相同的衰减规律，据此提出了计及结构动态断裂影响的氢气管道物理爆炸超压预测曲线，实现超压的快速、准确预测，研究结论可为氢气管道安全间距设计、定量风险评估提供参考。
不同方法模拟的管道物理爆炸冲击波传播过程
氢气管道物理爆炸冲击波超压预测方法
论文链接：https://doi.org/10.1016/j.ijhydene.2024.07.301
