基于CFD方法的控制棒下落行为研究

发布时间：2024-02-18 05:20

　　采用计算流体力学软件ANSYS FLUENT的动网格技术对单根控制棒落棒行为进行数值模拟,使用程序内嵌的6自由度模型描述控制棒受力情况,计算获得单根控制棒落棒的位移、速度和时间以及控制棒导向管内的压强分布等结果,并基于公开发表的单根控制棒落棒实验数据对数值模拟结果进行验证,结果表明本文提出的数值模拟方法可以准确地预测控制棒下落过程中的位移及时间相关参数,能够为反应堆控制棒落棒相关结构的优化设计和安全分析提供依据.

【文章页数】：5 页

【部分图文】：

图1几何模型(横、纵向不同比例缩放)

本文选取的实验是针对某小型反应堆的控制棒组件落棒历程设计的[15]，控制棒导向管为具有快插段和缓冲段的典型几何设计，快插段的尺寸比缓冲段大，控制棒在这段距离内不断加速，为防止燃料组件快速下落对燃料组件乃至堆内结构造成很大的冲击，在快插段的下部设置缓冲段来降低控制棒速度，缓冲段是在....

图2网格划分

由于本文拟选择的控制棒落棒轨迹采用一自由度求解器，该求解策略需要采用六面体网格并搭配使用纯铺层动网格模型．而计算域属于典型的长纵横比几何，沿高度方向尺寸远大于径向方向几何尺寸，同时又含有局部复杂结构(流水孔和局部径缩结构)，对整体几何结构进行纯六面体网格划分难度极大且不可行，因此....

图3控制棒沿导向管下落网格变形情况

控制棒在重力的作用下不断向下运动，控制棒底部的网格不断被压缩消失，网格数目减小;控制棒顶部的铺层网格不断被拉伸分割为新的网格，网格数目增加，图3给出了落棒过程中动流体域内的网格变形情况．由于控制棒的下落特性不是预先给定的，需要通过受力分析确定，控制棒的位移主要体现在竖直方向，因此....

图4控制棒速度-时间曲线

图4给出了本文数值模拟获得的控制棒的速度-时间曲线．从图4中可以看出，控制棒在下落初期速度不断增加，当达到最大速度2.0m/s左右时速度逐渐衰减，这是由于控制棒的质量是给定的，在下落的初始阶段，重力远大于控制棒所受的浮力和摩擦力，加速度的方向向下，控制棒不断加速．随着控制棒的速....

本文编号：3901969