一艘科学自主水下航行器（AUV）的回收演变成了一场灾难，无人机在甲板上爆炸，造成人员受伤和财产损失。最初的假设指向结构故障，但通过水下摄影测量和CFD建模对残骸进行分析后，揭示了一个更微妙的事实：锂电池脱气产生的氢气因继电器故障而积聚，在密封舱内形成了爆炸性混合物。
事故重建：CFD、CAD和摄影测量 💥
为了理解事故的动态过程，在SolidWorks中对AUV的密封舱进行了建模，复制了内部几何结构和密封件。使用Star-CCM+模拟了充电周期中氢气的释放，考虑了受损锂离子电池在压力下的典型脱气速率。CFD模拟显示，比空气轻的气体聚集在舱室顶部，恰好位于电源继电器所在位置。残骸的摄影测量证实了该区域的局部变形和继电器的碳化，表明由硫化物污染的触点引起的内部火花是点火源。氢气浓度达到体积的6%，处于爆炸范围内。
自主水下航行器设计的教训 ⚙️
这个案例表明，AUV的安全性不能仅限于耐压性。电池脱气必须被视为一个真实的风险，即使是新设备也不例外。提出的改进措施包括：密封舱的被动通风、配备自动断电功能的氢气传感器，以及密封式或惰性气氛触点的继电器。CFD模拟不仅重建了过去，还能够在下一场灾难发生之前设计出防故障系统。
在使用氢气电池的AUV中，应实施哪些安全协议和设计，以防止回收操作期间的爆炸风险演变成一场注定的灾难。
（附注：模拟灾难很有趣，直到电脑烧毁，而你自己就是那场灾难。）