反应堆堆内构件流致振动响应研究
发布时间：2021-08-08 07:19
反应堆堆内构件流致振动研究对核能开发的安全性有着重要意义。本文采用数值仿真法对堆内构件的流致振动响应进行了研究,具体工作如下:1.采用ANSYS分别建立了反应堆吊篮组件、整堆结构在不同环境下的动力学模型,分析了吊篮组件、整堆结构在空气与静水中的固有特性。结果表明:与空气环境相比,静水中吊篮、整堆结构的各阶振动频率均有不同程度的降低;在不同环境下,空吊篮与整堆的前几阶固有频率均包含低阶梁式频率、壳式频率;相较于梁式频率,整堆的壳式频率受流体附加质量的影响更大。2.采用大涡湍流模型（LES）进行流场计算,重点考虑了流场的脉动特性。将计算获取的吊篮外表面湍流脉动力作为堆内构件响应计算的输入荷载,求解结构响应。结果表明:在湍流激振力下,反应堆吊篮的振动以一阶梁式、壳式（1,2）耦合振动为主;最大位移响应位于吊篮入口母线中部。3.针对缩比模型试验流体力测点少难以表征吊篮外表面流体力分布的难题,本文结合模型试验“一圈一列”的测点布置方式,提出了一种以仿真流体力为基准的时域流体力模拟方法。并针对采用该测点布置方式难以表征入口位置流体力分布的难题,考虑在入口位置增加流体力测点。分别对“一圈一列”测点、...
【文章来源】：西南交通大学四川省 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：71 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
ANSYS-Workbench双向流固耦合典型流程
长期的振动可能会导致结构失效，从而影响反应堆的安全运行。3.2 吊篮在空气和静水中的振动特性3.2.1 结构简化吊篮作为堆内构件的主体结构之一，其固有特性备受关注，因此，首先吊篮的固有特性进行了分析。堆芯下板具有较多流水孔，结构相对复杂且堆芯下板主要体现为附加质量，为便于建立吊篮有限元模型，忽略堆芯下板流水孔，将其简化为实心圆板，同时忽略吊篮出水管嘴口的局部倒角，图 3-2（左）为简化后的吊篮模型。流体采用实体建模，其与吊篮接触面通过粘接以考察流体附加质量对吊篮组件固有特性的影响，图 3-2（右）为静水中吊篮组件的几何模型。
西南交通大学硕士学位论文 第 19 页将 (3-1)式与结构振动方程联立，即可得到流固耦合相互作用的总方程。为便于控制网格划分，能够降低计算规模的同时提高求解精度，对形状相对规则或对吊篮整体刚度影响较大的部件采用映射网格划分，如吊篮法兰、吊篮筒体；对形状复杂或主要体现为附加质量的部件采用自由网格划分，如出水口管嘴、堆芯下板以及流体域。图 3-3 为吊篮组件在不同环境下的有限元模型。
【参考文献】：
期刊论文
[1]我国核能发展与环境保护的几点思考[J]. 郝睿. 环境与发展. 2018(09)
[2]反应堆堆内构件流致振动试验研究综述[J]. 喻丹萍,马建中,席志德,杨杰. 核动力工程. 2016(S2)
[3]反应堆堆内构件流致振动特性研究[J]. 赖姜,杨杰,席志德,孙磊,李朋洲. 核动力工程. 2016(S2)
[4]华龙一号堆内构件流致振动试验研究[J]. 杨杰,席志德,喻丹萍,马建中,何超,谭添才. 核动力工程. 2016(S2)
[5]接受积分法在吊篮流致振动分析中的应用[J]. 王大胜,段远刚,尚尔涛. 原子能科学技术. 2016(01)
[6]核热推进反应堆关键技术及其发展[J]. 陈立新,胡攀,王立鹏,江新标. 现代应用物理. 2014(02)
[7]核电站反应堆的主要堆型简介[J]. 肖雪夫,张伟华. 机器人技术与应用. 2011(03)
[8]浅谈我国核电用泵的技术发展方向与目标[J]. 徐秀生. 通用机械. 2009(07)
[9]大涡模拟在计算反应堆吊篮流体激励力中的应用[J]. 席志德,陈炳德,李朋洲. 核动力工程. 2008(03)
[10]用大涡模拟计算流致振动的流体激励力[J]. 席志德,陈炳德,李朋洲. 核动力工程. 2007(05)
硕士论文
[1]弓网系统气动弹性响应研究[D]. 林泽峰.西南交通大学 2017
[2]中国核电产业国际竞争力研究[D]. 张林.华北电力大学(北京) 2017
[3]基于数值模拟反应堆吊篮的流致振动响应研究[D]. 赵钰.西南交通大学 2015
[4]压水反应堆燃料棒流致振动的仿真研究[D]. 王玺.复旦大学 2012
[5]从日本福岛核泄漏事故看我国放射性污染防治法的完善[D]. 王文扬.中国海洋大学 2012
[6]三维水流数值模拟及其在水利工程中的应用[D]. 艾海峰.天津大学 2006
本文编号：3329498
【文章来源】：西南交通大学四川省 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：71 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
ANSYS-Workbench双向流固耦合典型流程
长期的振动可能会导致结构失效，从而影响反应堆的安全运行。3.2 吊篮在空气和静水中的振动特性3.2.1 结构简化吊篮作为堆内构件的主体结构之一，其固有特性备受关注，因此，首先吊篮的固有特性进行了分析。堆芯下板具有较多流水孔，结构相对复杂且堆芯下板主要体现为附加质量，为便于建立吊篮有限元模型，忽略堆芯下板流水孔，将其简化为实心圆板，同时忽略吊篮出水管嘴口的局部倒角，图 3-2（左）为简化后的吊篮模型。流体采用实体建模，其与吊篮接触面通过粘接以考察流体附加质量对吊篮组件固有特性的影响，图 3-2（右）为静水中吊篮组件的几何模型。
西南交通大学硕士学位论文 第 19 页将 (3-1)式与结构振动方程联立，即可得到流固耦合相互作用的总方程。为便于控制网格划分，能够降低计算规模的同时提高求解精度，对形状相对规则或对吊篮整体刚度影响较大的部件采用映射网格划分，如吊篮法兰、吊篮筒体；对形状复杂或主要体现为附加质量的部件采用自由网格划分，如出水口管嘴、堆芯下板以及流体域。图 3-3 为吊篮组件在不同环境下的有限元模型。
【参考文献】：
期刊论文
[1]我国核能发展与环境保护的几点思考[J]. 郝睿. 环境与发展. 2018(09)
[2]反应堆堆内构件流致振动试验研究综述[J]. 喻丹萍,马建中,席志德,杨杰. 核动力工程. 2016(S2)
[3]反应堆堆内构件流致振动特性研究[J]. 赖姜,杨杰,席志德,孙磊,李朋洲. 核动力工程. 2016(S2)
[4]华龙一号堆内构件流致振动试验研究[J]. 杨杰,席志德,喻丹萍,马建中,何超,谭添才. 核动力工程. 2016(S2)
[5]接受积分法在吊篮流致振动分析中的应用[J]. 王大胜,段远刚,尚尔涛. 原子能科学技术. 2016(01)
[6]核热推进反应堆关键技术及其发展[J]. 陈立新,胡攀,王立鹏,江新标. 现代应用物理. 2014(02)
[7]核电站反应堆的主要堆型简介[J]. 肖雪夫,张伟华. 机器人技术与应用. 2011(03)
[8]浅谈我国核电用泵的技术发展方向与目标[J]. 徐秀生. 通用机械. 2009(07)
[9]大涡模拟在计算反应堆吊篮流体激励力中的应用[J]. 席志德,陈炳德,李朋洲. 核动力工程. 2008(03)
[10]用大涡模拟计算流致振动的流体激励力[J]. 席志德,陈炳德,李朋洲. 核动力工程. 2007(05)
硕士论文
[1]弓网系统气动弹性响应研究[D]. 林泽峰.西南交通大学 2017
[2]中国核电产业国际竞争力研究[D]. 张林.华北电力大学(北京) 2017
[3]基于数值模拟反应堆吊篮的流致振动响应研究[D]. 赵钰.西南交通大学 2015
[4]压水反应堆燃料棒流致振动的仿真研究[D]. 王玺.复旦大学 2012
[5]从日本福岛核泄漏事故看我国放射性污染防治法的完善[D]. 王文扬.中国海洋大学 2012
[6]三维水流数值模拟及其在水利工程中的应用[D]. 艾海峰.天津大学 2006
本文编号：3329498
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