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摘要
为揭示液氢管流静电产生机理与积累规律，以液氢流-固空颗粒二元体系为对象，选择OpenFOAM开源软件，通过添加固空颗粒受力模型、摩擦起电模型、低电导率流体起电模型、颗粒带电模型等，实现了仿真软件的功能拓展。通过耦合多相质点网格法满足了液固两相流场-电场的耦合求解。数值仿真了固空颗粒在带电液氢管流中的电荷积累过程，探讨了固空颗粒粒径、空气含量对管流系统电量积累的影响。研究结果发现，当液氢流速为3 m/s时，纯液氢饱和电荷密度约1.358×10-7 C/m3,而固空颗粒引起的电荷密度较之高3个数量级。相较于纯液氢管流，含固空颗粒的液氢管流静电风险更大。当固空粒径为0.1 mm时，大部分固空颗粒带电量在3.16×10-12～1.58×10-11 C之间；增大粒径或减少空气含量均会造成带电颗粒占比增加，颗粒平均电量增加。研究工作对液氢管路系统设计与安全防护应具有理论指导意义。
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