本技術涉及數(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：

1、在aem水電解制氫系統(tǒng)中，水電解槽的結構可靠性和安全性有著至關重要的作用。當電解槽工作時，會產(chǎn)生氫氣和氧氣，使得內部壓力增加。當壓力增加時，必定會對內部結構施加作用力，當壓力達到一定程度時甚至會造成內部結構件破裂，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水電解槽進行失效分析的方法。

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

技術實現(xiàn)思路

1、本技術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，以解決相關技術中不能對aem水電解槽進行失效分析的問題。

2、為了實現(xiàn)上述目的，根據(jù)本技術的一個方面，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，確定目標流體域；依據(jù)所述目標流體域的進口邊界條件和出口邊界條件進行求解，得到所述目標流體域的壓力分布；依據(jù)所述aem水電解槽模型，確定目標固體域，并將所述壓力分布耦合至所述目標固體域；在將所述壓力分布耦合至所述目標固體域之后，對所述目標固體域進行失效分析，得到所述aem水電解槽模型的分析結果。

3、進一步地，在依據(jù)aem水電解槽模型，確定目標流體域之前，所述方法還包括：將邊框膜和膜電極組合為目標膜，并將網(wǎng)氈簡化為等厚度體；依據(jù)所述目標膜，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、進一步地，在依據(jù)所述目標流體域的進口邊界條件和出口邊界條件進行求解，得到所述目標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，抑制所述目標固體域；對所述目標流體域劃分體網(wǎng)格和對所述目標流體域中的流固耦合面劃分面網(wǎng)格，得到網(wǎng)格化的目標流體域；對所述網(wǎng)格化的目標流體域的進口設置所述進口邊界條件和對所述網(wǎng)格化的目標流體域的出口設置所述出口邊界條件。

5、進一步地，依據(jù)所述目標流體域的進口邊界條件和出口邊界條件進行求解，得到所述目標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建流體控制方程；依據(jù)所述流體控制方程、所述進口邊界條件和所述出口邊界條件進行求解，得到所述壓力分布。

6、進一步地，在依據(jù)所述aem水電解槽模型，確定目標固體域之前，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構設置材料參數(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，抑制所述目標流體域；對所述目標固體域進行劃分體網(wǎng)格和對所述目標固體域中的流固耦合面劃分面網(wǎng)格，得到網(wǎng)格化的目標固體域；對所述網(wǎng)格化的目標固體域中的目標結構設置為固定約束，其中，在所述固定約束下，對所述目標固體域進行失效分析。

7、進一步地，在將所述壓力分布耦合至所述目標固體域之后，對所述目標固體域進行失效分析，得到所述aem水電解槽模型的分析結果包括：依據(jù)所述壓力分布對所述目標固體域中的結構的目標應力進行求解，得到目標應力；依據(jù)所述目標應力和所述壓力分布進行失效分析，得到所述aem水電解槽模型的分析結果。

8、進一步地，依據(jù)所述壓力分布對所述目標固體域中的結構的目標應力進行求解，得到目標應力包括：依據(jù)所述目標固體域中的結構的固體密度和固體域當?shù)丶铀俣仁噶浚瑯嫿ü腆w控制方程；依據(jù)所述目標固體域位移和所述目標流體域位移，構建流固耦合方程；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固體域中的結構的目標應力進行求解，得到所述目標應力。

9、為了實現(xiàn)上述目的，根據(jù)本技術的另一方面，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，確定目標流體域；求解單元，用于依據(jù)所述目標流體域的進口邊界條件和出口邊界條件進行求解，得到所述目標流體域的壓力分布；第二確定單元，用于依據(jù)所述aem水電解槽模型，確定目標固體域，并將所述壓力分布耦合至所述目標固體域；分析單元，用于在將所述壓力分布耦合至所述目標固體域之后，對所述目標固體域進行失效分析，得到所述aem水電解槽模型的分析結果。

10、進一步地，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，確定目標流體域之前，將邊框膜和膜電極組合為目標膜，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)所述目標流體域的進口邊界條件和出口邊界條件進行求解，得到所述目標流體域的壓力分布之前，在所述aem水電解槽模型中，抑制所述目標固體域；第一劃分單元，用于對所述目標流體域劃分體網(wǎng)格和對所述目標流體域中的流固耦合面劃分面網(wǎng)格，得到網(wǎng)格化的目標流體域；第一設置單元，用于對所述網(wǎng)格化的目標流體域的進口設置所述進口邊界條件和對所述網(wǎng)格化的目標流體域的出口設置所述出口邊界條件。

12、進一步地，求解單元包括：構建模塊，用于依據(jù)流體密度、流體速度和動力粘度構建流體控制方程；第一求解模塊，用于依據(jù)所述流體控制方程、所述進口邊界條件和所述出口邊界條件進行求解，得到所述壓力分布。

13、進一步地，所述裝置還包括：第二設置單元，用于在依據(jù)所述aem水電解槽模型，確定目標固體域之前，在所述aem水電解槽模型中對所述aem水電解槽模型中的結構設置材料參數(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，抑制所述目標流體域；第二劃分單元，用于對所述目標固體域進行劃分體網(wǎng)格和對所述目標固體域中的流固耦合面劃分面網(wǎng)格，得到網(wǎng)格化的目標固體域；第三設置單元，用于對所述網(wǎng)格化的目標固體域中的目標結構設置為固定約束，其中，在所述固定約束下，對所述目標固體域進行失效分析。

14、進一步地，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固體域中的結構的目標應力進行求解，得到目標應力；分析模塊，用于依據(jù)所述目標應力和所述壓力分布進行失效分析，得到所述aem水電解槽模型的分析結果。

15、進一步地，第二求解模塊包括：第一構建子模塊，用于依據(jù)所述目標固體域中的結構的固體密度和固體域當?shù)丶铀俣仁噶?，構建固體控制方程；第二構建子模塊，用于依據(jù)所述目標固體域位移和所述目標流體域位移，構建流固耦合方程；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固體域中的結構的目標應力進行求解，得到所述目標應力。

16、為了實現(xiàn)上述目的，根據(jù)本技術的一方面，提供了一種計算機可讀存儲介質，所述存儲介質存儲程序，其中，在所述程序運行時控制所述存儲介質所在設備執(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)本技術的另一個方面，還提供了一種電子設備，電子設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，采用以下步驟：依據(jù)aem水電解槽模型，確定目標流體域；依據(jù)目標流體域的進口邊界條件和出口邊界條件進行求解，得到目標流體域的壓力分布；依據(jù)aem水電解槽模型，確定目標固體域，并將壓力分布耦合至目標固體域；在將壓力分布耦合至目標固體域之后，對目標固體域進行失效分析，得到aem水電解槽模型的分析結果，解決了相關技術中不能對aem水電解槽進行失效分析的問題。在本方案中，通過對目標流體域進行求解得到目標流體域的壓力分布，然后將壓力分布耦合到目標固體域，通過將壓力分布耦合到目標固體域可以準確分析aem水電解槽內部結構受到作用力時的應力情況，進而實現(xiàn)對aem水電解槽進行失效分析，通過對aem水電解槽進行失效分析，能夠有效提高aem水電解槽的結構可靠性和安全性。