氢气作为一种高效、环保的能源载体而受到广泛关注,随着技术水平的发展进步,氢燃料电池汽车开始进入大众的视野中。由于氢气具有更宽的着火范围、更低的着火能、更容易泄漏、更高的火焰传播速度和更容易爆炸等特点,在泄漏后可能会引发较为严重的安全问题,对于氢能在使用中的安全性研究成为了一项刻不容缓的重要课题。本文对车载液氢供给系统泄漏后液氢的泄漏扩散过程进行了研究,并对于氢燃料电池汽车意外发生泄漏后液氢与氢气的扩散趋势进行了预测。开展车载液氢供给系统泄漏研究对氢燃料电池汽车技术的使用具有一定的工程应用价值,对与氢安全这一研究课题具有重要的学术价值。本文研究对象为氢燃料电池半挂牵引卡车,对车载液氢供给系统以及车身结构进行了分析,选定了仿真过程中使用的多相流模型与湍流模型,建立了液氢泄漏扩散过程的数学模型,并完成了氢燃料电池汽车以及不同空间模型的建立。研究了开放空间中车载液氢供给系统液氢泄漏扩散过程以及影响因素。对开放空间下液氢泄漏后相变的物理过程进行了描述,并对不同泄漏位置进行了安全性分析,结果表明,当氢气泄漏方向指向车尾时,危险区域主要分布在泄漏车辆的后方,当泄漏方向指向车头时,驾驶室附近产生较大范围的可燃氢云,危害驾驶员的人身安全。本文根据氢气可燃浓度极限作为参考依据,提出了液氢泄漏后的危险距离。为研究环境因素对于液氢泄漏扩散过程的影响,对不同风向、不同风速以及不同环境温度下液氢泄漏扩散过程进行了分析,结果表明环境风对于液氢泄漏扩散过程影响较为显著,当风向与泄漏方向一致时有利于液氢与氢气的扩散。分析了隧道空间中车载液氢供给系统液氢泄漏扩散过程以及影响因素。对车辆在隧道中行驶时液氢泄漏过程进行了数值模拟,分析了不同泄漏位置对液氢泄漏扩散过程的影响,结果表明,当泄漏方向与行驶方向相反时,危险区域分布在泄漏车辆的后方,当泄漏方向与行驶方向相同时,可燃氢气云团会包围泄漏车辆的车身,并且会在驾驶室左侧车门处形成可燃氢气云团与低温区域。当车辆在隧道中静止,液氢泄漏方向指向车尾时,隧道中可燃氢云分布在泄漏车辆的后方空间中,并且会在隧道顶部产生积聚;当泄漏方向指向车头时,会在驾驶室附近出现低温区域,同时在车身上方的隧道顶部空间产生可燃氢气云团的积聚,随着泄漏时间的增加,可燃氢云的分布范围也在向隧道两侧不断扩展。当隧道中存在中型客车成为障碍物时,氢气会在客车附近产生积聚,并且会扩散至其他车辆所在位置,此时需要及时开启隧道通风装置,促进氢气的扩散,避免危险发生。