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我院教师在《Energy》期刊发表隧道火灾与储能电池热行为研究重要成果

作者: 何腾飞 日期: 2025-10-27 浏览次数:

近日,我院教师在能源领域国际高水平期刊《Energy》(中科院SCI工程技术大类1区TOP期刊,影响因子9.4)发表两篇重要研究论文,分别围绕复杂分支隧道火灾中火焰行为与温度分布规律,以及储能电池在充放电过程中的热电化学特性展开系统研究,为隧道火灾防控与储能电池安全管理提供了重要的理论依据与实验支撑。

第一篇论文《Estimating the flame length and ceiling maximum temperature in a branched tunnel fire with sloped mainline before shunting》第一作者为我院黄有波副教授。该研究针对具有倾斜上游主线的分支隧道火灾,系统开展了缩尺度实验,系统分析了分岔角度、纵向通风速度与主线坡度对火焰延伸长度、火焰倾斜角度及顶板最高温度的影响。研究揭示了火焰延伸长度随通风速度先增后减的变化规律,建立了考虑分岔角与坡度影响的分段数学模型,实现了对火焰长度与倾斜角度的精准预测。此外,研究提出了融合坡度与分岔角影响的顶板最高温度预测模型,为复杂分支隧道结构下的火灾安全设计与烟气控制策略提供了关键理论与数据支持。

图1论文实验及模拟过程图

第二篇论文《A systematic investigation of thermal and electrochemical behaviour of a cylindrical lithium-ion battery during charge and discharge processes》第一作者为我院何腾飞博士。该研究针对18650型NCM523/石墨锂离子电池,构建了电化学-热耦合模型,系统分析了不同充放电速率、环境温度及热传递系数下电池的热生成特性与电化学反应非均匀性。研究结果表明,欧姆热是电池总热生成的主要来源,其占比随充放电速率升高而增加;电化学反应非均匀性在高速率下显著加剧,尤其在充电过程中负极表现出更强的不均匀性。该模型进一步揭示了电极内部局部电流密度的传播规律,为提升电池快充能力、优化热管理策略及延长电池寿命提供了关键洞见。

两篇论文均发表于《Energy》期刊,体现了我院在公共安全与能源交叉研究领域的学术影响力与创新能力。研究成果不仅深化了对复杂环境下火灾动力学与储能电池内部机理的理解,也为隧道防火设计、储能电池安全运行等工程实践提供了科学指导。

第一篇论文链接:https://doi.org/10.1016/j.energy.2025.135655

第二篇论文链接:https://doi.org/10.1016/j.energy.2025.137590

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