清华大学学报(自然科学版)

作者：王若彤, 疏志勇, 雷刚, 梁文清, 陈强, 刘海洋, 郑晓红, 钱华

单位：1. 东南大学 能源与环境学院, 南京 211189,2. 北京跟踪与通信技术研究所, 北京 100094,3. 航天晨光股份有限公司, 南京 211100

关键词：氢安全,液氢,泄漏扩散,火灾隐患,数值模拟

基金：江苏省科技厅科技成果转化项目(BA2023103),国家资助博士后研究人员计划(GZC20250416),江苏省卓越博士后计划(025ZB473)

研究大型液氢库区发生大规模液氢泄漏的安全问题, 对实现发射场全生命周期风险可控至关重要。该文首先基于火灾动力学模拟器构建了仿真模型, 模拟了液氢泄漏后的扩散过程和意外火灾; 随后, 通过引入顶部受限和太阳辐照等因素, 分析了氢云的横向扩散尺度和对发射场安全性的影响, 并研究了意外着火后库区附近的火势蔓延和危险范围。研究结果表明：当建筑设施偏离主导风向时, 氢云的横向扩散不足以对建筑造成影响; 顶部受限结构会抑制泄漏初期的垂直扩散, 从而增强水平输运, 导致近场区域危险暴露时间延长; 太阳辐射对液氢初期蒸发扩散的影响可忽略, 但随着时间推移, 其产生的热效应能延长近场危险暴露时间, 同时延迟到达远场的时间; 液氢火灾具有快速蔓延特性(火焰高度骤增, 横向扩展达15m)和高温危害性(核心温度大于700℃), 高强度热辐射会严重威胁周边结构设施(如引发钢材结构失效和混凝土爆裂)。该文研究结果可为大型液氢库区安全设计和危险应急响应提供参考。

来源：2026年第3期

《清华大学学报(自然科学版)》期刊编辑部

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