悬挂储液工程结构动力特性与数值模拟

发布时间：2020-07-11 23:19

【摘要】：随着全球环境污染的加重,清洁能源的使用越来越被世界各国人民重视,核电技术发电作为清洁能源之一,已在许多国家发电工程中占有重要地位,世界科学家们也从未间断过对核电技术的研究工作。2011年3月日本福岛核电事故的发生促使核电研究者加快了对核电研究的步伐。目前国际上主流核电以第三代核电反应堆为主,但第四代核电反应堆正在积极推进中,如超高温气冷堆系统、超临界水冷堆、气冷快堆、钠冷快堆、铅合金冷却堆等,其中在第四代核能系统中,铅合金冷却堆系统具有很好的固有安全性和非能动安全性,具有较大的开发前景,铅合金冷却堆的冷却剂多采用的是铅铋合金,其一回路是悬挂结构,这种结构在地震作用下内部的液态金属熔液会产生剧烈晃动,从而铅铋合金熔液对主容器产生不利影响,因此研究铅基堆主容器的动力特性具有重要理论和工程意义。本文以外文参考文献中铅基堆主容器为研究对象,以大型商业软件ANSYS作为平台进行二次开发,计算了主容器在地震作用下考虑流固耦合情况时主容器的动力特性,同时对主容器内自由液面的晃动高度以及主容器动力特性的影响因素进行了深入研究。在对计算模型进行等效离散化的过程中,基于Visual Studio 2012平台开发了有限元计算软件,以简单模型为对象进行了计算,并将计算结果与比例边界有限元方法(SBFEM)结果和经典的Housner模型结果进行了比较,验证了软件的正确性,进一步对铅基堆结构进行了分析。具体主要内容如下:(1)提出了计算液体晃荡的有限元模型,基于比例边界有限元方法(SBFEM)与Housner理论验证了ANSYS模型的正确性。(2)堆本体的主容器为不规则形状的储液结构,约束形式采用的悬挂体系,使用ANSYS计算了不考虑结构-地基相互作用条件下堆本体储液结构内液体晃荡特性和地震响应,研究了不同密度情况下内部液体对主容器动力特性的影响。讨论了液体粘性以及主容器内部构件等因素对液体晃动特性的影响。(3)研究分析了等效离散模型,得出了不同水位时等效附加质量的变化规律,并且编制了计算附加质量的有限元软件,使用SBFEM对软件结果进行了验证。(4)采用粘弹性人工边界模拟地基无限域问题。在考虑结构-地基相互作用情况下采用粘弹性人工边界方法分析了堆本体结构的动力特性。
【学位授予单位】：大连理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：TM623

【参考文献】

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本文编号：2751070