学年校历
近期，我院崔淦教授团队在高压氢气泄漏自燃机理与火焰传播特性研究方面取得多项重要成果。相关研究成果《Study on the characteristics and predictive model of autoignition induced by shock wave from high-pressure hydrogen leakage》、《Numerical study on the suppression of high-pressure hydrogen self-ignition by methane blending under different discharge conditions》发表在《International Journal of Hydrogen Energy》；《Study on characterization of flame propagation of spontaneous ignition caused by high-pressure hydrogen leakage》、《Simulation study on the effect of CH4 blending on the propagation characteristics of spontaneous combustion flame of high-pressure hydrogen leakage》发表在《Case Studies in Thermal Engineering》。其中，《International Journal of Hydrogen Energy》是氢能研究领域的国际著名期刊（SCI二区），《Case Studies in Thermal Engineering》是热工程应用研究领域的国际核心期刊（SCI 二区）。论文通讯作者为崔淦老师，中国石油大学为第一署名单位。上述研究得到了国家自然科学基金及山东省自然科学基金等项目资助。
论文首页
（1）高压氢泄漏冲击波诱导自燃特性与预测模型研究
高压氢泄漏过程中，冲击波的形成与发展是诱导氢-空气混合物自燃的关键因素。本研究通过流体动力学模拟方法，系统研究了不同释放条件下冲击波在管道内的传播规律，分析了释放压力、管道长度、直径及几何形状对冲击波速度与强度的影响，揭示了冲击波对边界层内气体温升与混合特性的作用机制。研究结果表明，释放压力与管道直径是影响冲击波强度的主要因素，管道长度与弯管角度的影响相对较小。基于量纲分析与数据拟合，建立了高压氢泄漏自燃的预测模型，该模型为高压氢系统安全设计与风险评估提供了理论依据。
压力云图与不同管长条件下冲击波的速度和强度变化规律
（2）高压氢泄漏自燃火焰传播特性研究
氢泄漏后的火焰传播行为直接影响事故后果的严重程度。本研究基于冲击管模型，系统研究了压力、管道长度与直径对火焰在管道内外传播过程的影响。研究发现，在管道内火焰可演化为“郁金香”火焰结构；在管道外，火焰形成包络结构，受射流冲击逐渐破碎，形成大尺度涡旋，增强边界层湍流混合，推动火焰向管口回流。管道长度和直径的增加有助于完整火焰的形成与稳定传播。同时通过引入无量纲冲击波过压P∗=Pb/Pa和无量纲长度L∗=L/D建立了管道内完整火焰形成的预测模型，为高压储氢安全工程设计提供了重要理论支撑。
不同压力下管外温度分布与射流涡旋附近的流场结构
（3）甲烷混合对高压氢泄漏自燃火焰传播的抑制机理研究
工业氢中常含少量甲烷，其混合对氢的自燃行为具有重要影响。本研究通过数值模拟，系统研究了不同甲烷混合比例（0%–7.5%）对高压氢泄漏过程中冲击波强度、点火延迟及火焰传播特性的影响。结果表明，甲烷的添加显著降低冲击波过压，延长点火延迟时间，抑制火焰在管道内外的完整性与强度。随着甲烷浓度增加，火焰径向扩展受限，中心火核形成延迟，外部火焰趋于破碎并提前熄灭。该研究为含甲烷杂质的高压氢系统安全设计与工程防护提供了重要参考。
不同甲烷混合浓度下火焰传播特性与管内的最高温度
（4）不同释放条件下甲烷对高压氢自燃的抑制效果研究
为深入理解甲烷在高压力氢泄漏中的抑制机制，本研究进一步探讨了释放压力与管道直径对甲烷抑制效果的影响。研究发现，甲烷的抑制效果对高释放压力和低甲烷浓度更为敏感；管道直径的影响则呈现非线性特征，直径过大或过小均会减弱甲烷的抑制效果。甲烷通过降低混合气体的声速、减弱冲击波强度、延缓气体混合与温升过程，综合抑制自燃发生。研究结果为高压力氢-甲烷混合系统的安全调控与防护设计提供了理论支撑。
自燃发生率与冲击波对管内气体性质的影响
