【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】
本申請涉及氫能安全應(yīng)用，具體而言，涉及一種障礙物條件下加氫站氫氣爆炸模擬系統(tǒng)。
技術(shù)介紹
1、隨著全球清潔能源需求的增長，氫氣作為清潔能源的重要代表，在汽車制造及氫能產(chǎn)業(yè)中展現(xiàn)出巨大潛力。加氫站作為氫能產(chǎn)業(yè)鏈的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，其安全管理成為亟待解決的問題。
2、現(xiàn)有氫氣爆炸研究技術(shù)主要包括實(shí)驗(yàn)方法和傳統(tǒng)數(shù)值模擬方法。其中，實(shí)驗(yàn)方法雖然直接，但成本高昂、危險(xiǎn)性大，且難以復(fù)現(xiàn)多樣化場景。傳統(tǒng)數(shù)值模擬方法雖然能模擬基本過程，但缺乏動態(tài)分析多樣化障礙物布局與爆炸結(jié)果的關(guān)聯(lián)，同時(shí)缺乏實(shí)時(shí)交互和可視化能力，限制了其在實(shí)際應(yīng)用中的效果。
3、因此，開發(fā)一種能夠靈活調(diào)整障礙物布局、提高預(yù)測精度并增強(qiáng)交互性的氫氣爆炸模擬系統(tǒng)顯得尤為重要。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
1、本申請的目的在于提供一種障礙物條件下加氫站氫氣爆炸模擬系統(tǒng)，其能夠提高預(yù)測精度和增強(qiáng)交互性，并可根據(jù)需要靈活調(diào)整障礙物布局。
2、本申請是這樣實(shí)現(xiàn)的：
3、第一方面，本申請?zhí)峁┮环N障礙物條件下加氫站氫氣爆炸模擬系統(tǒng)，包括：數(shù)據(jù)采集模塊，用于獲取加氫站的環(huán)境條件以及障礙物的幾何特征，得到障礙物位置特征向量的隨機(jī)數(shù)量集；計(jì)算處理模塊，用于在計(jì)算流體動力學(xué)模型中利用所述障礙物位置特征向量的隨機(jī)數(shù)量集建立加氫站的三維模型，并模擬爆炸過程，輸出三維計(jì)算結(jié)果數(shù)據(jù)集；支持向量回歸預(yù)測模塊，用于利用支持向量回歸預(yù)測模型，以所述三維計(jì)算結(jié)果數(shù)據(jù)集作為輸入數(shù)據(jù)，預(yù)測不同障礙物布局下的氫氣爆炸產(chǎn)生的壓力，得到爆炸預(yù)測結(jié)果信息；
4、第二方面，本申請?zhí)峁┮环N障礙物條件下加氫站氫氣爆炸模擬方法，其包括以下步驟：獲取加氫站的環(huán)境條件以及障礙物的幾何特征，得到障礙物位置特征向量的隨機(jī)數(shù)量集；在計(jì)算流體動力學(xué)模型中利用所述障礙物位置特征向量的隨機(jī)數(shù)量集建立加氫站的三維模型，并模擬爆炸過程，輸出三維計(jì)算結(jié)果數(shù)據(jù)集；利用支持向量回歸預(yù)測模型，以所述三維計(jì)算結(jié)果數(shù)據(jù)集作為輸入數(shù)據(jù)，預(yù)測不同障礙物布局下的氫氣爆炸產(chǎn)生的壓力，得到爆炸預(yù)測結(jié)果信息；基于預(yù)設(shè)的虛擬環(huán)境中的交互式操作功能，響應(yīng)用戶對障礙物布局和/或爆炸條件的調(diào)整，更新爆炸預(yù)測結(jié)果信息。
5、第三方面，本申請?zhí)峁┮环N電子設(shè)備，其包括存儲器，用于存儲一個(gè)或多個(gè)程序；處理器；當(dāng)上述一個(gè)或多個(gè)程序被上述處理器執(zhí)行時(shí)，實(shí)現(xiàn)如上述第二方面中所述的方法。
6、第四方面，本申請?zhí)峁┮环N計(jì)算機(jī)可讀存儲介質(zhì)，其上存儲有計(jì)算機(jī)程序，該計(jì)算機(jī)程序被處理器執(zhí)行時(shí)實(shí)現(xiàn)如上述第二方面中所述的方法。
7、相對于現(xiàn)有技術(shù)，本申請至少具有如下優(yōu)點(diǎn)或有益效果：
8、本申請?zhí)岢隽艘环N障礙物條件下加氫站氫氣爆炸模擬系統(tǒng)，通過數(shù)據(jù)采集模塊和計(jì)算處理模塊的緊密協(xié)作，系統(tǒng)能夠準(zhǔn)確地反映加氫站的實(shí)際環(huán)境和障礙物布局，從而實(shí)現(xiàn)對氫氣爆炸過程的精確模擬。這為用戶提供了更加可靠的數(shù)據(jù)支持，有助于優(yōu)化加氫站的安全設(shè)計(jì)和應(yīng)急響應(yīng)策略。支持向量回歸預(yù)測模塊能夠根據(jù)不同障礙物布局下的氫氣爆炸數(shù)據(jù)，建立精確的預(yù)測模型。這為用戶提供了不同條件下的爆炸壓力預(yù)測結(jié)果，有助于進(jìn)行風(fēng)險(xiǎn)評估和制定預(yù)防措施。訓(xùn)練交互模塊提供了虛擬環(huán)境中的交互式操作功能，允許用戶進(jìn)行模擬演練和參數(shù)調(diào)整等操作。這降低了傳統(tǒng)培訓(xùn)和演練的成本和風(fēng)險(xiǎn)，同時(shí)提高了用戶的實(shí)際操作能力和應(yīng)急響應(yīng)速度。
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1.一種障礙物條件下加氫站氫氣爆炸模擬系統(tǒng)，其特征在于，包括：
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述障礙物的幾何特征包括障礙物距離爆炸源的距離、障礙物的寬度、障礙物的高度和障礙物的數(shù)量；所述加氫站的環(huán)境條件包括環(huán)境溫度、大氣壓力和風(fēng)速。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述支持向量回歸預(yù)測模塊使用高斯徑向基核函數(shù)進(jìn)行非線性擬合。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或3所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述支持向量回歸預(yù)測模型的函數(shù)系數(shù)設(shè)為0.1，間隔帶寬度設(shè)為0.1，隔離帶之外的樣本的懲罰因子設(shè)為100。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述計(jì)算處理模塊在建立加氫站的三維模型時(shí)包括：設(shè)置計(jì)算域、監(jiān)測點(diǎn)以及流動通道，并對三維模型進(jìn)行網(wǎng)格劃分，以模擬氫氣爆炸后的壓力分布，得到不同位置障礙物條件下的氫氣儲罐爆炸沖擊波云圖、以及各監(jiān)測點(diǎn)的爆炸壓力值。
6.根據(jù)權(quán)利要求1或5所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述計(jì)算處理模塊在建立加氫站的三維模型時(shí)，采用自適應(yīng)網(wǎng)格細(xì)化算法，根據(jù)氫氣泄露和擴(kuò)散的復(fù)雜程度動態(tài)調(diào)整網(wǎng)格密度。
7.
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述系統(tǒng)還包括結(jié)果分析模塊，用于對三維計(jì)算結(jié)果數(shù)據(jù)集和爆炸預(yù)測結(jié)果信息進(jìn)行深度分析，提供包括爆炸影響范圍和最大爆炸壓力的關(guān)鍵參數(shù)的統(tǒng)計(jì)和可視化展示。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述系統(tǒng)還包括模型準(zhǔn)確度測試模塊，用于使用從實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)集中分割出來的測試集對支持向量回歸預(yù)測模型進(jìn)行測試，以驗(yàn)證模型的準(zhǔn)確性和可靠性。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述系統(tǒng)還包括優(yōu)化算法模塊，用于根據(jù)爆炸預(yù)測結(jié)果信息，自動搜索并推薦最優(yōu)的障礙物布局方案，以最小化氫氣爆炸可能造成的危害。
...【技術(shù)特征摘要】
1.一種障礙物條件下加氫站氫氣爆炸模擬系統(tǒng)，其特征在于，包括：
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述障礙物的幾何特征包括障礙物距離爆炸源的距離、障礙物的寬度、障礙物的高度和障礙物的數(shù)量；所述加氫站的環(huán)境條件包括環(huán)境溫度、大氣壓力和風(fēng)速。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述支持向量回歸預(yù)測模塊使用高斯徑向基核函數(shù)進(jìn)行非線性擬合。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或3所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述支持向量回歸預(yù)測模型的函數(shù)系數(shù)設(shè)為0.1，間隔帶寬度設(shè)為0.1，隔離帶之外的樣本的懲罰因子設(shè)為100。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述計(jì)算處理模塊在建立加氫站的三維模型時(shí)包括：設(shè)置計(jì)算域、監(jiān)測點(diǎn)以及流動通道，并對三維模型進(jìn)行網(wǎng)格劃分，以模擬氫氣爆炸后的壓力分布，得到不同位置障礙物條件下的氫氣儲罐爆炸沖擊波云圖、以及各監(jiān)測點(diǎn)的爆炸壓力值。
6.根據(jù)權(quán)利要求1或5所述的系統(tǒng)，其特征在于，所...
【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：王黎珣，褚云，張昕宇，魏利軍，多英全，胡敏，楊國梁，
申請(專利權(quán))人：中國安全生產(chǎn)科學(xué)研究院，
類型：發(fā)明
國別省市：
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