定位格架棒束通道水力性能分析

发布时间：2020-07-28 19:10

【摘要】：本文采用大涡模拟数值方法对带定位格架5×5棒束通道内流场特性进行模拟研究,通过对计算结果与实验数据的对比分析,研究了大涡模拟数值方法在定位格架水力性能研究中的适用特性,以及两种新型定位格架分离式(Split-type)和旋涡式(Swirl-type)定位格架的水力性能。首先,本文分别采用SST k-ω模型与大涡模拟方法对5×5棒束通道内流场特性进行了数值模拟研究,通过对比计算结果与实验数据发现,与SST k-ω模型相比,大涡模拟的计算结果与实验数据吻合良好,预测结果更加准确,大涡模拟方法更能够捕捉到更多复杂湍流流场细节,也表明大涡模拟方法在定位格架棒束通道水力性能分析方面具有更良好的适用性。在此基础上,本文结合定位格架棒束通道实际应用状况,对原实验台鼓形出口结构对测量截面参数的影响特性进行了研究。分别计算分析了鼓形出口结构、直出口延长结构条件下对应测量截面的参数分布特性,并与实验结果进行了对比分析。结果表明:测量截面参数并不全面反映上游定位格架的影响,下游鼓形出口结构对测量截面参数也有一定的影响,建议测量截面前移,以便更加合理地分析定位格架对棒束通道水力性能的影响特性。最后,本文基于直出口延长结构模型,分别采用大涡模拟方法对KAERI所设计的分离式和旋涡式两种定位格架的水力特性进行了研究,通过与实验数据进行对比,表明:两种定位格架都能在棒束通道内对流场产生强烈的搅混,但由于两种格架的叶片几何尺寸和布置方式不同,旋涡式定位格架所引起的涡旋流场能够持续更长的距离,且在靠近壁面的子通道内的搅混程度强于分离式定位格架,但前者对于轴向速度的均匀化作用较弱。两种定位格架的局部阻力系数均随着雷诺数的增加而减小,分离式定位格架的局部阻力系数大于旋涡式定位格架。
【学位授予单位】：哈尔滨工程大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TL352
【图文】：

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