建築構造物に作用する衝撃荷重に対する構造物の動的挙動の解明

阐明结构响应作用在其上的冲击载荷的动态行为

• 批准号: 16F15786
• 负责人: 吉田 昭仁
• 金额: $ 1.47万
• 依托单位: Tokyo Polytechnic University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2016
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2016-04-22 至 2018-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-16F15786/
• 关键词: 水素爆発; 水素ステーション; 衝撃力

本研究の目的は水素供給ステーションにおける水素爆発がどのような結果を引き起こすかを明らかにし、水素爆発によるリスクを最小化することである。平成28年度は下記の2項目の研究を実施した。1. 数値シミュレーションの精度検証数値シミュレーションによる精度を検証するために、2種類の実験結果を対象として研究を実施した。1種類目は共同研究先でもある清水建設技術研究所で実施した爆燃実験である。この実験ケースに対して数値シミュレーションを実施し、実験結果を再現するための重要なパラメータを定義した。最適化されたパラメータを用いて行った数値シミュレーション結果は実験結果をよく再現していることが示された。2種類目はBauwensらが実施した実験であり、部分的に換気された爆燃が考慮されたケースを対象とした。5.4と2.7平米の2種類の通気面積を有する部屋を対象に、3箇所の点火源とした6ケースを対象として数値シミュレーションを実施した。1種類目の検証で設定したパラメータを用いることで水素爆発を十分な精度で予測可能であることが示された。2. 水素ステーションの設計検討項目1で決定した数値シミュレーション手法とパラメータを使用して水素燃料補給ステーションの設計について検討を行った。水素漏れが可燃性ガス混合物を形成する貯蔵室を満たし、爆発が起こるケースを対象とした。爆発によって発生する圧力が貯蔵室構造物の耐力を超えないように対応策を考える必要がある。効果的な圧力低減対策は、爆発によるエネルギーを放出できる適切な排気領域を設けることである。この対応策の有効性を評価するために、2種類の異なる排気面積について解析を行った。結果として、排気面積の増加により、水素貯蔵室内の圧力が減少することが分かった。この結果に基づいて、適切な排気口の使用で水素給油所の爆発のリスク軽減を達成することができることが明らかとなった。

这项研究的目的是澄清氢气供应站氢气爆炸的后果，并尽量减少氢气爆炸造成的风险。 2016年度，我们进行了以下两项研究。 1.数值模拟的准确性验证为了验证数值模拟的准确性，我们利用两种实验结果进行了研究。第一种是在共同研究伙伴清水公司研究所进行的爆燃实验。对该实验案例进行了数值模拟，并定义了重现实验结果的重要参数。结果表明，使用优化参数进行的数值模拟结果很好地再现了实验结果。第二种类型的实验是由 Bauwens 等人进行的，针对的是考虑部分通风爆燃的情况。对 6 个案例、3 个火源、5.4 平方米和 2.7 平方米两种通风面积的房间进行了数值模拟。结果表明，使用第一类验证中设置的参数可以足够准确地预测氢气爆炸。 2. 加氢站设计 我们采用数值模拟方法和第1项中确定的参数对加氢站的设计进行了研究。它适用于氢气泄漏充满储存室形成可燃气体混合物并发生爆炸的情况。需要考虑对策，防止爆炸产生的压力超过储藏室结构的强度。有效的减压措施是提供合适的排气区域，以释放爆炸能量。为了评估该对策的有效性，我们分析了两种不同类型的排气区域。结果发现，氢储存室内部的压力随着排气面积的增加而降低。根据结果​​，很明显，使用适当的排气口可以降低加氢站爆炸的风险。