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記事詳細:Detailed Article

JARI Research Journal環境・エネルギー/Environment & Energy

資料名 / Title

JRJ20170606 研究速報
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火炎暴露試験の数値シミュレーション
Numerical Simulation of a Bonfire Test

山田 英助
Eisuke YAMADA

 化石燃料の代替エネルギー源の有力候補である水素を燃料とした燃料電池自動車(FCV)が次世代の自動車として注目されている.水素の単位体積あたりのエネルギー密度は著しく低いので,FCVでは水素を高圧にして専用の高圧水素容器に格納している.最大70 MPaに達するFCVの高圧水素容器には高度な安全性が求められており,各種の評価試験が実施されている.
 その一つに,火災時にFCVの容器が破裂しないことを確認する火炎暴露試験がある.この試験では,容器を火炎に晒して容器に付属する熱作動式安全弁(TPRD)を作動させ,安全に容器内の水素が放出されて容器が破裂しないことを確認する.TPRDの作動に重要な温度上昇過程を把握するために実験および数値シミュレーションによる研究が実施されている.TPRDの不作動を防止するためには,数値シミュレーションで温度上昇過程を事前に確認することが有効と考えられる.本研究では,様々な流体解析に対応可能で安価に利用できるオープンソースソフトウェアのOpenFOAMに注目し,火炎暴露試験に対して有効な数値シミュレーションツールになり得るかどうかの検討を行った.

Hydrogen is one of the possible alternative energy sources to replace fossil fuels in the transportation sector. Hydrogen fuel cell vehicles (FCV) are expected to play an important role in the future. A composite storage tank to store compressed hydrogen is used for FCV. To prevent a tank from bursting in the case of a fire accident, a thermal pressure relief device (TPRD) is attached to the tank. In order to investigate the safety aspect of the TPRD system, a bonfire test was carried out. In this study, turbulent flame generated by the bonfire test was simulated with OpenFOAM which is an open source code of computational fluid dynamics. The appropriate flame is estimated with infinitely-fast chemistry assumption model and Large-eddy simulation. It is expected that the fluid-structure interaction with conjugate heat transfer can be applied to bonfire test simulation.

種別 / Article Type

JARI Research Journal

資料名 / Title

JRJ20170606 研究速報

発行年月 / Date of Issue

2017/06

分野 / Field

環境・エネルギー/Environment & Energy
ID:6916
 

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