氢气以其易制取、清洁环保、高质量能量密度的优势成为了替代传统能源的第一军团,世界各国都在争先开展氢能研究、加大氢能基础建设投入,可以预见氢能会对今后的交通运输领域、能量存储行业等产生重大的影响。氢能相关产业链中的关键环节是如何进行储存,而低温压缩储氢是其中一种非常有前景的方式,受到越来越多的重视。然而,氢气泄漏引发的安全事故常会使大众担忧,保障氢在使用过程中的安全性是目前亟需解决的问题,需要开展深入且全面的氢安全研究。目前氢安全的研究主要针对常温高压氢气,而有关低温压缩氢方面的研究还非常欠缺:系统准确的实验数据很少,且已有数据存在着大量的噪声,不能被直接使用;对低温压缩氢的加氢站泄漏、爆炸问题的研究较少。基于此,本文对低温压缩氢泄漏进行了一系列的研究,包含实验数据处理、数值模型验证以及低温压缩氢加氢站泄漏爆炸模拟等。本文首先对低温压缩氢射流实验所涉及的关键实验系统和相关测试技术进行了介绍。（1）重点说明了将氢液化所采用的液氮、低温氦气和液氦的三级冷却方法;（2）阐述了激光Raman散射测量的原理,同时对对测试系统进行了说明;（3）阐述了以亥姆霍兹自由能为基础的计算低温压缩氢物性参数的方法。由于测试环境或实验设备自身背景噪声都能对实验结果造成影响,再加上射流出口温度低,周围空气成分被冷凝造成散射,所获取的实验结果会存在较多的数据噪声,并不能直接被使用。为了得到更好的数据,本文开发了基于远场数据特征和小波分解的图像去噪算法,获得了较为精确的浓度场和温度场数据。通过对数据的分析表明:射流温度沿射流中心线方向升高、射流压力越高沿射流轴线的浓度值也越高;射流沿径向的参数分布遵循高斯分布;浓度与温度数据经过无量纲化与归一化处理后表现出了与常温高压氢气一致的相似性。利用计算流体力学软件（FLACS）建立泄漏几何模型,对四种工况下低温压缩氢泄漏后的浓度场和温度场分析,表明模拟值和实验值能较好的吻合、误差在可接受范围内,说明该数值计算方法的理论模型能良好的计算低温压缩氢射流流场的参数。在此基础上,参照实际尺寸建立了低温压缩氢加氢站模型,在不同工况下模拟了储氢罐底部管道破裂时发生泄漏和爆炸的后果,并对防护墙对泄漏和爆炸的防护效果进行研究,发现加装防护墙能有效降低爆炸带来的超温、超压伤害,且延迟爆炸带来的冲击波抵达某一位置的时间;合适的防护墙高度和距离会使其削波减爆的效果显著:在防护墙高度不变时,墙距离储氢罐越远防护效果越差;而在墙距一定的情况下,增加墙体高度能明显降低墙后的超温伤害、延迟压力峰值时间,但对降低超压的效果不明显。因此防护墙的建设应在保证墙高与储氢罐高度相当的基础上优先设计墙距。本文的研究将有助于完善和丰富氢安全研究的内容,填补低温氢泄漏扩散研究的空白,并为相应行业标准的制订和更新提供科学的参考。