LaNi5水素吸蔵合金リアクターにおける水素放出の高速化に向けた傾斜型ハイブリッド金属フォームのAI支援設計とCFD再最適化
Artificial intelligence-assisted design and CFD re-optimization of graded hybrid metal foams for faster hydrogen desorption in LaNi5 metal-hydride reactors
本研究では、LaNi5金属水素化物リアクターにおける水素の放出速度を制限する熱輸送の課題に対処するため、ラジアルフォームの気孔率、CuCr1Zr/AlSi10Mgの配分、および一時的な熱伝達・圧力スケジューリングを共同設計する手法(PG-SADE-GHF)を開発した。初期のMATLABサロゲートモデルによるスクリーニング後、OpenFOAMによる直接評価と再最適化を実施した。元の境界内での再最適化により放出時間(td)は7.817分となり、参照値と比較して21.83%の高速化を達成し、拡張境界での感度解析では6.442分に短縮された。CFD補正を施したマルチフィデリティモデルは決定係数R2 = 0.982、RMSE = 0.159分を記録し、360度フルメッシュ計算によって検証された。実験的検証は引き続き必要である。
- LaNi5金属水素化物リアクターにおける水素放出時間を21.83%高速化する共同設計手法(PG-SADE-GHF)が開発され、放出時間が7.817分に短縮された。
LaNi5水素吸蔵合金リアクターの水素放出速度を21.83%向上させるAI支援設計手法が提案された。エネルギーキャリアとしての水素の効率化に貢献するが、現時点ではシミュレーション段階であり実験的検証が必須であるため、技術的な実証の進展を注視する必要がある。