本技術(shù)涉及數(shù)據(jù)處理，具體而言，涉及一種aem水電解槽的失效分析方法和裝置。

背景技術(shù)：

1、在aem水電解制氫系統(tǒng)中，水電解槽的結(jié)構(gòu)可靠性和安全性有著至關(guān)重要的作用。當(dāng)電解槽工作時，會產(chǎn)生氫氣和氧氣，使得內(nèi)部壓力增加。當(dāng)壓力增加時，必定會對內(nèi)部結(jié)構(gòu)施加作用力，當(dāng)壓力達(dá)到一定程度時甚至?xí)斐蓛?nèi)部結(jié)構(gòu)件破裂，從而發(fā)生氫氣泄漏，引發(fā)安全問題。目前電解槽大部分做電場分析、多物理場耦合，分析電解效率、內(nèi)部物理場分布等，偏向于金屬電解槽、堿性水電解槽、pem水電解槽，缺少對aem水電解槽進(jìn)行失效分析的方法。

2、針對相關(guān)技術(shù)中不能對aem水電解槽進(jìn)行失效分析的問題，目前尚未提出有效的解決方案。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、本技術(shù)的主要目的在于提供一種aem水電解槽的失效分析方法和裝置，以解決相關(guān)技術(shù)中不能對aem水電解槽進(jìn)行失效分析的問題。

2、為了實現(xiàn)上述目的，根據(jù)本技術(shù)的一個方面，提供了一種aem水電解槽的失效分析方法。該方法包括：依據(jù)aem水電解槽模型，確定目標(biāo)流體域；依據(jù)所述目標(biāo)流體域的進(jìn)口邊界條件和出口邊界條件進(jìn)行求解，得到所述目標(biāo)流體域的壓力分布；依據(jù)所述aem水電解槽模型，確定目標(biāo)固體域，并將所述壓力分布耦合至所述目標(biāo)固體域；在將所述壓力分布耦合至所述目標(biāo)固體域之后，對所述目標(biāo)固體域進(jìn)行失效分析，得到所述aem水電解槽模型的分析結(jié)果。

3、進(jìn)一步地，在依據(jù)aem水電解槽模型，確定目標(biāo)流體域之前，所述方法還包括：將邊框膜和膜電極組合為目標(biāo)膜，并將網(wǎng)氈簡化為等厚度體；依據(jù)所述目標(biāo)膜，所述等厚度體，陽極流道和陰極流道，建立所述aem水電解槽模型。

4、進(jìn)一步地，在依據(jù)所述目標(biāo)流體域的進(jìn)口邊界條件和出口邊界條件進(jìn)行求解，得到所述目標(biāo)流體域的壓力分布之前，所述方法還包括：在所述aem水電解槽模型中，抑制所述目標(biāo)固體域；對所述目標(biāo)流體域劃分體網(wǎng)格和對所述目標(biāo)流體域中的流固耦合面劃分面網(wǎng)格，得到網(wǎng)格化的目標(biāo)流體域；對所述網(wǎng)格化的目標(biāo)流體域的進(jìn)口設(shè)置所述進(jìn)口邊界條件和對所述網(wǎng)格化的目標(biāo)流體域的出口設(shè)置所述出口邊界條件。

5、進(jìn)一步地，依據(jù)所述目標(biāo)流體域的進(jìn)口邊界條件和出口邊界條件進(jìn)行求解，得到所述目標(biāo)流體域的壓力分布包括：依據(jù)流體密度、流體速度和動力粘度構(gòu)建流體控制方程；依據(jù)所述流體控制方程、所述進(jìn)口邊界條件和所述出口邊界條件進(jìn)行求解，得到所述壓力分布。

6、進(jìn)一步地，在依據(jù)所述aem水電解槽模型，確定目標(biāo)固體域之前，所述方法還包括：在所述aem水電解槽模型中對所述aem水電解槽模型中的結(jié)構(gòu)設(shè)置材料參數(shù)，其中，所述材料參數(shù)至少包括：密度、抗拉強度和抗壓強度；在所述aem水電解槽模型中，抑制所述目標(biāo)流體域；對所述目標(biāo)固體域進(jìn)行劃分體網(wǎng)格和對所述目標(biāo)固體域中的流固耦合面劃分面網(wǎng)格，得到網(wǎng)格化的目標(biāo)固體域；對所述網(wǎng)格化的目標(biāo)固體域中的目標(biāo)結(jié)構(gòu)設(shè)置為固定約束，其中，在所述固定約束下，對所述目標(biāo)固體域進(jìn)行失效分析。

7、進(jìn)一步地，在將所述壓力分布耦合至所述目標(biāo)固體域之后，對所述目標(biāo)固體域進(jìn)行失效分析，得到所述aem水電解槽模型的分析結(jié)果包括：依據(jù)所述壓力分布對所述目標(biāo)固體域中的結(jié)構(gòu)的目標(biāo)應(yīng)力進(jìn)行求解，得到目標(biāo)應(yīng)力；依據(jù)所述目標(biāo)應(yīng)力和所述壓力分布進(jìn)行失效分析，得到所述aem水電解槽模型的分析結(jié)果。

8、進(jìn)一步地，依據(jù)所述壓力分布對所述目標(biāo)固體域中的結(jié)構(gòu)的目標(biāo)應(yīng)力進(jìn)行求解，得到目標(biāo)應(yīng)力包括：依據(jù)所述目標(biāo)固體域中的結(jié)構(gòu)的固體密度和固體域當(dāng)?shù)丶铀俣仁噶浚瑯?gòu)建固體控制方程；依據(jù)所述目標(biāo)固體域位移和所述目標(biāo)流體域位移，構(gòu)建流固耦合方程；依據(jù)所述固體控制方程，所述流固耦合方程和所述壓力分布對所述目標(biāo)固體域中的結(jié)構(gòu)的目標(biāo)應(yīng)力進(jìn)行求解，得到所述目標(biāo)應(yīng)力。

9、為了實現(xiàn)上述目的，根據(jù)本技術(shù)的另一方面，提供了一種aem水電解槽的失效分析裝置。該裝置包括：第一確定單元，用于依據(jù)aem水電解槽模型，確定目標(biāo)流體域；求解單元，用于依據(jù)所述目標(biāo)流體域的進(jìn)口邊界條件和出口邊界條件進(jìn)行求解，得到所述目標(biāo)流體域的壓力分布；第二確定單元，用于依據(jù)所述aem水電解槽模型，確定目標(biāo)固體域，并將所述壓力分布耦合至所述目標(biāo)固體域；分析單元，用于在將所述壓力分布耦合至所述目標(biāo)固體域之后，對所述目標(biāo)固體域進(jìn)行失效分析，得到所述aem水電解槽模型的分析結(jié)果。

10、進(jìn)一步地，所述裝置還包括：第一處理單元，用于在依據(jù)aem水電解槽模型，確定目標(biāo)流體域之前，將邊框膜和膜電極組合為目標(biāo)膜，并將網(wǎng)氈簡化為等厚度體；建立單元，用于依據(jù)所述目標(biāo)膜，所述等厚度體，陽極流道和陰極流道，建立所述aem水電解槽模型。

11、進(jìn)一步地，所述裝置還包括：第二處理單元，用于在依據(jù)所述目標(biāo)流體域的進(jìn)口邊界條件和出口邊界條件進(jìn)行求解，得到所述目標(biāo)流體域的壓力分布之前，在所述aem水電解槽模型中，抑制所述目標(biāo)固體域；第一劃分單元，用于對所述目標(biāo)流體域劃分體網(wǎng)格和對所述目標(biāo)流體域中的流固耦合面劃分面網(wǎng)格，得到網(wǎng)格化的目標(biāo)流體域；第一設(shè)置單元，用于對所述網(wǎng)格化的目標(biāo)流體域的進(jìn)口設(shè)置所述進(jìn)口邊界條件和對所述網(wǎng)格化的目標(biāo)流體域的出口設(shè)置所述出口邊界條件。

12、進(jìn)一步地，求解單元包括：構(gòu)建模塊，用于依據(jù)流體密度、流體速度和動力粘度構(gòu)建流體控制方程；第一求解模塊，用于依據(jù)所述流體控制方程、所述進(jìn)口邊界條件和所述出口邊界條件進(jìn)行求解，得到所述壓力分布。

13、進(jìn)一步地，所述裝置還包括：第二設(shè)置單元，用于在依據(jù)所述aem水電解槽模型，確定目標(biāo)固體域之前，在所述aem水電解槽模型中對所述aem水電解槽模型中的結(jié)構(gòu)設(shè)置材料參數(shù)，其中，所述材料參數(shù)至少包括：密度、抗拉強度和抗壓強度；第三處理單元，用于在所述aem水電解槽模型中，抑制所述目標(biāo)流體域；第二劃分單元，用于對所述目標(biāo)固體域進(jìn)行劃分體網(wǎng)格和對所述目標(biāo)固體域中的流固耦合面劃分面網(wǎng)格，得到網(wǎng)格化的目標(biāo)固體域；第三設(shè)置單元，用于對所述網(wǎng)格化的目標(biāo)固體域中的目標(biāo)結(jié)構(gòu)設(shè)置為固定約束，其中，在所述固定約束下，對所述目標(biāo)固體域進(jìn)行失效分析。

14、進(jìn)一步地，分析單元包括：第二求解模塊，用于依據(jù)所述壓力分布對所述目標(biāo)固體域中的結(jié)構(gòu)的目標(biāo)應(yīng)力進(jìn)行求解，得到目標(biāo)應(yīng)力；分析模塊，用于依據(jù)所述目標(biāo)應(yīng)力和所述壓力分布進(jìn)行失效分析，得到所述aem水電解槽模型的分析結(jié)果。

15、進(jìn)一步地，第二求解模塊包括：第一構(gòu)建子模塊，用于依據(jù)所述目標(biāo)固體域中的結(jié)構(gòu)的固體密度和固體域當(dāng)?shù)丶铀俣仁噶?，?gòu)建固體控制方程；第二構(gòu)建子模塊，用于依據(jù)所述目標(biāo)固體域位移和所述目標(biāo)流體域位移，構(gòu)建流固耦合方程；求解子模塊，用于依據(jù)所述固體控制方程，所述流固耦合方程和所述壓力分布對所述目標(biāo)固體域中的結(jié)構(gòu)的目標(biāo)應(yīng)力進(jìn)行求解，得到所述目標(biāo)應(yīng)力。

16、為了實現(xiàn)上述目的，根據(jù)本技術(shù)的一方面，提供了一種計算機可讀存儲介質(zhì)，所述存儲介質(zhì)存儲程序，其中，在所述程序運行時控制所述存儲介質(zhì)所在設(shè)備執(zhí)行上述任意一項所述的aem水電解槽的失效分析方法。

17、為了實現(xiàn)上述目的，根據(jù)本技術(shù)的另一個方面，還提供了一種電子設(shè)備，電子設(shè)備包括一個或多個處理器和存儲器，存儲器用于存儲一個或多個處理器實現(xiàn)上述任意一項所述的aem水電解槽的失效分析方法。

18、通過本技術(shù)，采用以下步驟：依據(jù)aem水電解槽模型，確定目標(biāo)流體域；依據(jù)目標(biāo)流體域的進(jìn)口邊界條件和出口邊界條件進(jìn)行求解，得到目標(biāo)流體域的壓力分布；依據(jù)aem水電解槽模型，確定目標(biāo)固體域，并將壓力分布耦合至目標(biāo)固體域；在將壓力分布耦合至目標(biāo)固體域之后，對目標(biāo)固體域進(jìn)行失效分析，得到aem水電解槽模型的分析結(jié)果，解決了相關(guān)技術(shù)中不能對aem水電解槽進(jìn)行失效分析的問題。在本方案中，通過對目標(biāo)流體域進(jìn)行求解得到目標(biāo)流體域的壓力分布，然后將壓力分布耦合到目標(biāo)固體域，通過將壓力分布耦合到目標(biāo)固體域可以準(zhǔn)確分析aem水電解槽內(nèi)部結(jié)構(gòu)受到作用力時的應(yīng)力情況，進(jìn)而實現(xiàn)對aem水電解槽進(jìn)行失效分析，通過對aem水電解槽進(jìn)行失效分析，能夠有效提高aem水電解槽的結(jié)構(gòu)可靠性和安全性。