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碱性水电解制氢技术是实现大规模绿氢生产的关键路径之一，但其运行过程中的安全性至关重要。一个核心的安全挑战是氢气可能通过隔膜渗透到氧气侧，形成潜在的爆炸性混合物。因此，精确预测和监控氧气中的氢气浓度对于保障电解槽的安全、高效运行具有重大意义。 本研究利用 COMSOL Multiphysics® 软件，建立了一个二维碱性电解槽的多物理场耦合模型，旨在深入探究氧气室中氢气的时空分布规律。该模型耦合了电化学、计算流体动力学(CFD)以及稀物质传递等多个物理场接口。我们通过该模型模拟了电解槽从启动到稳态运行的全过程，并系统性地研究了关键操作参数，包括温度（350-370 K）、压力（1.4-1.8 MPa）、电解液入口流速（0.015-0.025 m/s）、电压（1.15-1.3 V）和电流（50-80 A）对氧中氢气（H2/O2）比例的影响。此外，我们借助 COMSOL with MATLAB® 接口实现了仿真的自动化批量运行，为后续与机器学习模型的结合以及构建决策系统提供了海量、高质量的仿真数据集。 参数化扫描分析揭示了不同操作条件对稳态时氧中氢气比例的影响。结果表明，在所考察的参数范围内，温度、压力、流速和电流等操作条件的变化均会对氧中氢浓度产生影响，为优化操作窗口以降低安全风险提供了数据支持。此外，模型还验证了边界探针浓度与电解槽区域平均浓度之间存在良好的线性相关性，这证明了在实验中采用局部探针监测来评估整体气体成分状态的有效性和可靠性。