刚性和柔性多孔材料作用下氢气爆轰胞格结构的演化规律

多孔材料作为高效吸波耗能介质,广泛应用于爆轰衰减研究中。为进一步揭示多孔材料的抑爆机理,系统研究了柔性(海绵)和刚性(金属丝网)2种典型多孔材料对氢氧爆轰胞格结构的影响,以及海绵和金属丝网厚度、孔隙率对爆轰胞格结构、尺寸等参数的影响。采用烟熏板技术记录爆轰波的胞格图案,并计算得到爆轰胞格尺寸;采用压力传感器记录爆轰波到达时间,进而计算得到爆轰波的平均传播速度。结果表明,爆轰胞格结构与海绵和金属丝网的厚度、孔隙率密切相关,此外研究发现了多个爆轰传播阶段,包括爆轰失效、加速和再起爆。爆轰胞格尺寸也与海绵和金属丝网的厚度、孔隙率密切相关,增大多孔材料厚度和减小孔隙率均能显著增大爆轰胞格尺寸。通过对比分析海绵与金属丝网对爆轰胞格尺寸的影响发现,在相同条件下,刚性多孔材料对爆轰的抑制作用更强,但这种差距会随着多孔材料厚度的增加而减小。最后,通过引入无量纲参数D_(H)/λ量化分析爆轰传播极限。对于柔性和刚性多孔材料而言,其爆轰传播极限可分别近似量化为D_(H)/λ≈3.0和D_(H)/λ≈3.1。

基于物理信息深度学习的氢气泄漏扩散预测

氢气易燃易爆易扩散,一旦发生泄漏,极易引发火灾事故,氢气泄漏扩散预测对氢能火灾防控至关重要。为了实时准确预测氢气泄漏扩散后果,提出基于物理信息深度学习的氢气泄漏扩散预测模型,通过图神经网络学习监测数据之间的依赖特性,进一步在图节点直接求解氢气射流扩散的物理微分方程,计算残差约束图神经网络深度学习的参数优化过程,根据稀疏浓度监测数据实现扩散浓度和速度的秒级预测。通过公开试验数据对比研究了所提模型性能,结果表明,与现有方法相比,该模型不仅具有秒级预测能力,而且能够更准确地模拟氢气泄漏扩散浓度和速度,可为氢气泄漏火灾防控提供实时参考信息。

间接蒸发冷却在湿热地区数据中心的节能分析

数据中心是现代信息社会不可或缺的基础设施之一,然而其高能耗和高碳排放亟待解决。为了降低湿热地区数据中心因机械制冷空调系统造成的大量能源消耗,基于Matlab和EnergyPlus平台模拟了间接蒸发冷却(IEC)空调系统在湿热地区数据中心的运行情况,并对其年能耗进行了评估。同时,还研究了太阳能辅助液体除湿器(liquid desiccant dehumidif,LDD)对IEC空调系统的3种运行模式及性能的影响。结果表明:相较于传统机械制冷系统,IEC空调系统可以实现16.5%年节能强度;加设LDD单元可以提高35.9%的IEC空调系统湿模式的运行时间并减小20.1%的系统能耗。因此,IEC空调系统在湿热地区数据中心中具有显著的节能优势,能够大幅提升数据中心空调系统的运行效率和可持续性。