不同湍流度下非对称布局圆柱的轴向流致振动研究

发布时间：2022-01-25 04:13

　　核反应堆中燃料棒置于轴向流动的冷却液中,尽管轴向流致振动引起的振动幅度很小,但对于紧密布局并受刚性约束固定的燃料棒而言,即使是微小的振动也会造成一定程度的磨损。燃料棒中定位格栅的存在会导致来流混乱进而湍流度增加,对棒产生不稳定横向作用力,导致棒的横向随机振动,进一步加剧燃料棒的疲劳损害,从而造成高额维护费用,若发现不及时还可能导致灾难性事故发生。此外,轴向流致振动研究还可应用于换热器,蒸汽发生器,海洋采矿管和钻柱。因此,对于轴向流致振动特性以及湍流度对其影响的研究具有现实意义。本文研究流速、柱间距以及湍流度对两根刚性柱与一根弹性柱组成的非对称布置圆柱束的动力学特性的影响。采用三根柱成排布置（布局A）和成90°布置（布局B）两种布局方式。本实验在垂直水洞中进行,最大雷诺数为30566,来流无量纲速度范围为0.63-6.98,柱间距比P^*（柱中心距离与柱直径比值）为1.21-1.71。在高低两种湍流度下进行实验研究,其中低湍流度为0.71-0.80%,高湍流度为2.30-2.91%。振动信息通过激光多普勒测振仪（LDV）和布拉格光纤光栅（FBG）获取,流场信息通过粒子... 

【文章来源】：哈尔滨工业大学黑龙江省 211工程院校 985工程院校

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【学位级别】：硕士

【部分图文】：

被动格栅示意图

哈尔滨工业大学工学硕士学位论文-10-据应变与位移对应的比例关系可将FBG测量所得应变转换为位移。2.2.3粒子图像测速仪（PIV）粒子图像测速法是一种非接触式光学测量技术。在实验中，使用DANTECPIV对弹性圆柱与刚性圆柱之间的流场以及主动喷水格栅下游流场进行测量，可获得瞬时和平均流常采用直径约为2μm碳化硅作为示踪粒子，通过高速摄像机跟踪粒子的运动轨迹。并通过LabVIEW系统实现PIV和LDV的同步测量，采样频率为200Hz。测量示意图如图2-7所示。OXYZLDV1LDV2图2-4激光多普勒测振仪示意图图2-5布拉格光纤光栅示意图FBG测量点

哈尔滨工业大学工学硕士学位论文-13-第3章三根圆柱成排非对称布局研究3.1引言实验研究了如图3-1所示三根圆柱在同一平面非对称布局时，在不同流速以及不同间隙比下的动力学特性。弹性柱位于中间位置，两根刚性柱位于两侧，三柱成一排布置。其中刚性柱1位置固定，即与弹性柱间距不变，移动另一根刚性柱2，改变其与弹性柱的间距，从而研究不同间距下的非对称性对弹性柱动力学特性的影响。调节泵的转速改变来流速度，研究流速对弹性柱的影响。本章实验均在低湍流度（0.71-0.80%）下进行。图3-1三根圆柱成排布局示意图1.21.31.41.51.61.71.9∞0.0050.0100.0150.0200.025A*rmsP*ydirectionzdirection图3-2振动Arms*随间距比P*变化曲线（U—=6.98）.

【参考文献】：
硕士论文
[1]不同湍流度下圆柱体束的轴向流致振动研究[D]. 张新.哈尔滨工业大学 2018



本文编号：3607877