火災における液体水素貯蔵タンク破裂後の「BLEVE爆発」の再考

液体水素（LH2）貯蔵タンクの火災による破裂後に発生する爆風波の生成に至る根本的な物理的メカニズムは、まだ完全には理解されていません。これにより、予測モデルの開発と非常に限られた数の実験に対する検証が困難になります。この研究は、火災中のLH2貯蔵タンク破裂後の爆風内の最大圧力を予測できるCFDモデルの開発を目的としています。過去の研究の批判的レビューとBMW実験（LH2貯蔵圧は2.0〜11.3bar absの範囲）の徹底的な数値解析により、爆風内の最大圧力は、衝撃で加熱された空気との接触面での水素の燃焼反応によって強化された気相起始衝撃によって生成されることを結論付けることができました。沸騰した液体が膨張する蒸気爆発（BLEVE）圧力ピークは気相爆風に続き、振幅が小さいです。最近、火中での高圧水素貯蔵タンクの破裂実験に対して検証されたCFDモデルは、この研究でLH2貯蔵の低温条件を考慮するように本質的に更新されました。シミュレーション結果は爆風波と燃焼ダイナミクスに関する洞察を提供し、接触面での燃焼が生成される爆風波に大きく寄与し、タンクから3mの過圧を最大で5倍に増加させることを示しています。開発されたCFDモデルは、LH2貯蔵からの危険距離の評価など、現代の水素安全工学のツールとして使用できます。