과학용 AUV의 회수 작업이 드론이 갑판에서 폭발하여 부상과 재산 피해를 초래하는 대참사로 변했습니다. 초기 가설은 구조적 결함을 지목했지만, 수중 사진 측량법과 CFD 모델링을 통한 잔해 분석은 더 미묘한 진실을 드러냈습니다. 결함이 있는 릴레이에 의해 활성화된 리튬 배터리의 탈기로 인한 수소 축적이 밀폐 구획에서 폭발성 혼합물을 생성한 것입니다.
사고 재구성: CFD, CAD 및 사진 측량 💥
사고 역학을 이해하기 위해 AUV의 밀폐 구획을 SolidWorks로 모델링하여 내부 형상과 실링을 복제했습니다. Star-CCM+를 사용하여 충전 주기 동안의 수소 방출을 시뮬레이션했으며, 압력에 손상된 Li-ion 셀의 일반적인 탈기율을 고려했습니다. CFD 시뮬레이션은 공기보다 가벼운 가스가 구획 상단, 바로 전원 릴레이가 위치한 곳에 축적되는 것을 보여주었습니다. 잔해의 사진 측량은 해당 영역의 국부적 변형과 릴레이의 탄화를 확인하여, 황화된 접촉부로 인한 내부 스파크가 점화원이었음을 나타냅니다. 수소 농도는 부피 기준 6%에 도달하여 폭발 범위 내에 있었습니다.
자율 수중 차량 설계를 위한 교훈 ⚙️
이 사례는 AUV의 안전이 압력 저항에만 국한될 수 없음을 보여줍니다. 배터리 탈기는 새 장비에서도 실제 위험으로 간주되어야 합니다. 제안된 개선 사항은 다음과 같습니다: 밀폐 구획의 수동 환기, 자동 전원 차단 기능이 있는 수소 센서, 그리고 밀봉되거나 불활성 대기 접점이 있는 릴레이. CFD 시뮬레이션은 과거를 재구성할 뿐만 아니라, 다음 대참사가 발생하기 전에 고장 방지 시스템을 설계할 수 있게 해줍니다.
수소 배터리를 사용하는 AUV에 어떤 안전 프로토콜과 설계를 구현하여 회수 작업 중 폭발 위험이 예고된 대참사로 변하는 것을 방지해야 합니까?
(추신: 컴퓨터가 타버리고 당신이 그 대참사가 되기 전까지는 대참사를 시뮬레이션하는 것이 재미있습니다.)