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核反应堆系统多维度多物理场耦合有限元分析研究
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作者 巫英伟 贺亚男 +3 位作者 章静 田文喜 苏光辉 秋穗正 《原子能科学技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第2期257-271,共15页
核反应堆系统庞杂且运行环境严苛,存在多物理场耦合的复杂现象。早期开发的多物理场耦合软件具有扩展性和通用性不足的缺点。因此,搭建多物理场耦合框架,针对耦合问题中的关键技术开展研究,对加快我国自主化多物理场耦合平台开发进程具... 核反应堆系统庞杂且运行环境严苛,存在多物理场耦合的复杂现象。早期开发的多物理场耦合软件具有扩展性和通用性不足的缺点。因此,搭建多物理场耦合框架,针对耦合问题中的关键技术开展研究,对加快我国自主化多物理场耦合平台开发进程具有重要意义。本文介绍了西安交通大学核反应堆热工水力研究室开发的核反应堆多维度多物理场耦合有限元分析平台,主要包含热工流体计算模型的开发、燃料性能分析技术的研究以及多物理场耦合框架的建立等工作。在热工流体计算方面,开展了核反应堆系统两相流分析模型和液态金属快堆子通道分析模型研究,开发了系统分析程序NUSAC和子通道分析程序FLARE;在燃料性能分析技术方面,开展了包覆颗粒弥散燃料和板状燃料的性能分析研究,开发了针对多种燃料的燃料性能分析程序BEEs;在多物理场耦合分析方面,搭建了多物理场耦合框架,结合热工水力、中子物理和燃料性能分析程序,实现了核反应堆多物理场耦合的精细分析。本文搭建的核反应堆系统多维度多物理场耦合有限元分析平台可为核反应堆系统多维度多物理场耦合高保真数值模拟分析提供有力支持。 展开更多
关键词 多物理场 有限元 系统分析 子通道 燃料性能
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不溶性腐蚀产物在棒束通道内沉积的数值模拟
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作者 陈诺 马俊 +4 位作者 张吉 王明军 田文喜 苏光辉 秋穗正 《核科学与工程》 CAS CSCD 北大核心 2024年第1期70-79,共10页
在压水堆运行期间,高压过冷态的冷却剂对燃料棒、堆内构件等部件进行冲刷,以及受管道流体加速腐蚀等效应的影响,堆内会产生不溶性的腐蚀产物,其在堆芯通道内的迁移、沉积会对压水堆的安全性和经济性产生显著影响。本研究提出了压水堆堆... 在压水堆运行期间,高压过冷态的冷却剂对燃料棒、堆内构件等部件进行冲刷,以及受管道流体加速腐蚀等效应的影响,堆内会产生不溶性的腐蚀产物,其在堆芯通道内的迁移、沉积会对压水堆的安全性和经济性产生显著影响。本研究提出了压水堆堆芯燃料棒束通道内颗粒沉积的数值模拟方法,基于单相流体标准k-ε模型和颗粒离散相模型,构建了粒状腐蚀产物流动沉积数学物理模型,结合颗粒流动-沉积特性实验的实验结果,验证了该模型的可行性和有效性,开展了不溶性粒状腐蚀产物在5×5带格架棒束通道中流动沉积研究,获得了粒状腐蚀产物在棒束通道内的沉积特性:流体中颗粒浓度在经过格架后明显减少;进口截面处的颗粒浓度在固体壁面较高,出口截面处的颗粒浓度则分布得更均匀;入口处棒束表面及壁面的颗粒沉积呈现为大面积附着沉积,格架表面、其余棒束表面和壁面的颗粒沉积呈现为点状附着沉积。 展开更多
关键词 压水堆 5×5棒束通道 格架 颗粒沉积 数值模拟
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六边形组件棒束通道内液态铅铋流动传热特性实验研究 被引量:1
3
作者 刘杰 张大林 +4 位作者 周星光 林超 田文喜 苏光辉 秋穗正 《原子能科学技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第6期1140-1150,共11页
为探究液态铅铋在六边形组件棒束通道内流动传热特性,开展了操作压力为0~250 kPa、实验段入口温度为200~300℃、热流密度为0~47071.48 W·m^(-2)、质量流量为0~4 kg·s^(-1)及Pe为300~600的液态铅铋流动传热实验。依据实验结果... 为探究液态铅铋在六边形组件棒束通道内流动传热特性,开展了操作压力为0~250 kPa、实验段入口温度为200~300℃、热流密度为0~47071.48 W·m^(-2)、质量流量为0~4 kg·s^(-1)及Pe为300~600的液态铅铋流动传热实验。依据实验结果重点分析了液态铅铋在不同测点位置、热流密度和进口温度等工况下的棒束内通道传热特性。基于棒束通道流动传热特性实验数据,对国际上液态金属的流动传热经验关系式进行计算评估,并参考Mikityuk关系式的基础形式,拟合出一个新的流动传热经验关系式。采用德国卡尔斯鲁厄研究中心(KIT)的实验数据校核并评价该关系式的适用性和可信度。结果表明,拟合经验关系式对KIT棒束的计算相对偏差为±20%,证明新经验关系式有较高的适用性与可信度。该实验数据与经验关系式可为我国液态金属冷却快堆六边形组件棒束通道内流动传热特性的设计研究提供参考与技术支持。 展开更多
关键词 液态铅铋 六边形组件棒束通道 传热特性 传热关系式
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Mitigating check valve slamming and subsequentwater hammer events for PPFS using MOC 被引量:2
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作者 TIAN Wenxi su guanghui +2 位作者 WANG Gaopeng QIU suizheng XIAO Zejun 《Nuclear Science and Techniques》 SCIE CAS CSCD 2009年第2期118-123,共6页
The method of characteristic(MOC) was adopted to analyze the check valve-induced water hammer behaviors for a Parallel Pumps Feedwater System(PPFS) during the alternate startup process.The motion of check valve disc w... The method of characteristic(MOC) was adopted to analyze the check valve-induced water hammer behaviors for a Parallel Pumps Feedwater System(PPFS) during the alternate startup process.The motion of check valve disc was simulated using inertial valve model.Transient parameters including the pressure oscillation,local flow velocity and slamming of the check valve disc etc.have been obtained.The results showed that severe slamming between the valve disc and valve seat occurred during the alternate startup of parallel pumps.The induced maximum pressure vibration amplitude is up to 5.0 MPa.The scheme of appending a damping torque to slow down the check valve closing speed was also performed to mitigate of water hammer.It has been numerically approved to be an effective approach. 展开更多
关键词 止回阀 建设部 事件 水锤泵 给水系统 启动过程 压力振动 瞬态参数
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钠冷快堆熔融物碎片流重定位行为数值模拟研究
5
作者 王栋 葛魁 +4 位作者 张亚培 胡亮 苏光辉 秋穗正 田文喜 《原子能科学技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第6期1193-1204,共12页
钠冷快堆发生堆芯熔毁后,熔融物碎片堆积于堆芯捕集器或下封头内,从而形成碎片床。碎片床的形态结构对其冷却性能具有重要影响。然而,液态金属钠为非透明介质,难以通过可视化实验研究熔融物碎片流重定位的瞬态过程。本文建立了一种CFD-... 钠冷快堆发生堆芯熔毁后,熔融物碎片堆积于堆芯捕集器或下封头内,从而形成碎片床。碎片床的形态结构对其冷却性能具有重要影响。然而,液态金属钠为非透明介质,难以通过可视化实验研究熔融物碎片流重定位的瞬态过程。本文建立了一种CFD-DEM耦合数值计算模型以模拟熔融物碎片流在液态金属钠中的重定位行为,通过实验数据验证了模型的正确性,并研究了熔融物碎片直径对碎片流冷却特性和碎片床形态结构的影响。本研究结果可为堆芯碎片床冷却特性研究提供指导,对钠冷快堆中堆芯捕集器的设计和布置等严重事故缓解措施的制定具有参考价值。 展开更多
关键词 钠冷快堆 碎片床 熔融物碎片流重定位 CFD-DEM耦合模型
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可视化交互式核动力系统模拟平台VITARS的开发与验证
6
作者 张鹏辉 卢国庆 +4 位作者 陈荣华 许宛清 苏光辉 田文喜 秋穗正 《原子能科学技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第2期313-320,共8页
针对核反应堆系统热工分析软件RELAP5存在的人机交互不友好的问题,本文开发了可视化交互式核动力系统模拟平台VITARS。VITARS在可视化用户操作界面的基础上,满足RELAP5模块化建模、计算运行控制、计算结果实时显示和多RELAP5耦合计算的... 针对核反应堆系统热工分析软件RELAP5存在的人机交互不友好的问题,本文开发了可视化交互式核动力系统模拟平台VITARS。VITARS在可视化用户操作界面的基础上,满足RELAP5模块化建模、计算运行控制、计算结果实时显示和多RELAP5耦合计算的功能需求,还具备一个反应堆控制逻辑计算系统。通过VITARS用户可在计算过程中对阀门开度、主泵转速等参数进行手动调节。另外,得益于普适性的数据交互接口,VITARS还可作为一个交互平台,具有与其他热工水力程序耦合的可行性。最后通过对岭澳核电站机组的稳态模拟验证了VITARS的计算准确性。 展开更多
关键词 可视化平台 人机交互 模拟机 RELAP5 VITARS
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横摇运动下铅铋回路热工水力特性数值研究
7
作者 袁蓝飞 王成龙 +3 位作者 刘志鹏 苏光辉 秋穗正 田文喜 《原子能科学技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第6期1151-1158,共8页
为研究横摇运动下铅铋回路系统热工水力特性,利用商用CFD软件开发了铅铋回路系统的计算模型以及横摇运动的计算方法,并采用实验数据对数值计算结果进行了验证,其中,横摇运动流量的最大偏差在3%以内。计算结果表明,横摇运动会使回路系统... 为研究横摇运动下铅铋回路系统热工水力特性,利用商用CFD软件开发了铅铋回路系统的计算模型以及横摇运动的计算方法,并采用实验数据对数值计算结果进行了验证,其中,横摇运动流量的最大偏差在3%以内。计算结果表明,横摇运动会使回路系统的自然循环流量发生周期性波动,流量波动的周期与运动周期一致,波动的幅度会随着横摇运动最大幅度的增大、运动周期的减小而增大,在最大摇摆角20°摇摆周期7.5 s工况下流量的瞬时波动最大达到了140%,并在一些时刻产生倒流现象。横摇运动也会让系统的流动和传热特性参数发生周期性的瞬时波动,这种波动的规律与自然循环流量的波动规律相似,其中Nu的最大瞬时波动达到了515%,最大时均波动可达66%。本研究获得的结果对横摇运动下的铅铋回路系统设计优化具有重要的工程应用价值和科学意义。 展开更多
关键词 液态铅铋合金 横摇运动 CFD 热工水力
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起伏对强迫循环下铅铋合金阻力及换热特性影响实验研究
8
作者 赵亚峰 刘志鹏 +4 位作者 王成龙 于启帆 苏光辉 秋穗正 田文喜 《原子能科学技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第8期1504-1513,共10页
受起伏运动的影响,铅铋回路的流量发生波动,流动阻力与换热特性会发生变化。本文采用实验方法,研究了起伏条件下强迫循环液态铅铋合金在竖直圆管内的流动阻力与换热特性。结果表明:起伏运动引起的瞬时附加压降峰值低于理论值;在强迫循环... 受起伏运动的影响,铅铋回路的流量发生波动,流动阻力与换热特性会发生变化。本文采用实验方法,研究了起伏条件下强迫循环液态铅铋合金在竖直圆管内的流动阻力与换热特性。结果表明:起伏运动引起的瞬时附加压降峰值低于理论值;在强迫循环下,起伏会造成回路流量周期性波动,在最大起伏幅度300 mm、周期4 s的工况下,流量瞬时波动最大达到16%。拟合得到了流量波动的无量纲数表达式。在强迫循环范围内,起伏运动下的管道时均摩擦阻力系数与静止条件下一致,起伏运动不会影响回路的时均传热特性。本研究结果可为起伏运动下反应堆设计提供数据参考。 展开更多
关键词 铅铋合金 起伏条件 流动换热 强迫循环
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双模式热管堆非核原理样机热力特性数值分析
9
作者 张凌义 李潘潇 +4 位作者 张胤 王成龙 田文喜 苏光辉 秋穗正 《原子能科学技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第8期1525-1533,共9页
小型热管反应堆电源技术具有续航久、结构紧凑、环境适应性强、固有安全性高等优势,可以适配于多种领域。本文以双模式热管堆非核原理样机NUSTER2.0为对象,在COMSOL中建立高温热管、温差发电装置及斯特林装置理论模型并耦合形成系统模型... 小型热管反应堆电源技术具有续航久、结构紧凑、环境适应性强、固有安全性高等优势,可以适配于多种领域。本文以双模式热管堆非核原理样机NUSTER2.0为对象,在COMSOL中建立高温热管、温差发电装置及斯特林装置理论模型并耦合形成系统模型,对样机运行特性及力学特性进行数值仿真研究。15 kW加热功率稳态工况下,仿真结果与实验结果的热管温度分布及动、静态模块主要运行参数均吻合良好,最大相对误差为6.73%,初步验证了模型可靠性。变功率仿真结果确定了斯特林撞杆阈值为16.5 kW,并预估静态模块在25 kW附近达到效率峰值。系统启动瞬态仿真得到了“3-5-10-15 kW”阶梯式功率平台下的样机启动特性,并提出了样机启动策略。系统热力耦合稳态工况确定了样机应力危险区,并求得15 kW工况中堆芯热膨胀率为1.21%,热管-堆芯基体和热管-集热基体耦合处的最大应力分别为160 MPa和97 MPa。本文为NUSTER2.0样机的特性研究和实验设计提供了数值分析基础。 展开更多
关键词 双模式 热管堆 系统耦合模型 数值模拟
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钠冷快堆堆芯熔融物射流碎裂特性理论研究
10
作者 葛魁 张亚培 +2 位作者 田文喜 苏光辉 秋穗正 《原子能科学技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第2期251-263,共13页
在钠冷快堆严重事故下,堆芯熔融物可能掉入冷却剂中并与液态金属钠相互作用,导致熔融物的碎裂及凝固,并在堆芯捕集器或下封头内重定位形成堆芯碎片床。熔融物的射流碎裂特性直接关乎堆芯碎片床的冷却及再临界行为。本文基于线性稳定性... 在钠冷快堆严重事故下,堆芯熔融物可能掉入冷却剂中并与液态金属钠相互作用,导致熔融物的碎裂及凝固,并在堆芯捕集器或下封头内重定位形成堆芯碎片床。熔融物的射流碎裂特性直接关乎堆芯碎片床的冷却及再临界行为。本文基于线性稳定性理论、运动学方程和交界面修正拉普拉斯定律,推导出考虑沸腾和凝固效应的熔融物射流表面不稳定性增长方程,建立了液态金属钠中熔融物射流碎裂模型,并提出了典型环境中熔融物射流碎裂准则。随后使用熔融物射流碎裂模型对COSA实验结果进行了对比分析。本研究结果将为钠冷快堆严重事故的评估论证提供可靠工具,对严重事故缓解措施的设计也具有重要的指导意义和参考价值。 展开更多
关键词 钠冷快堆 熔融燃料与冷却剂相互作用 射流碎裂 COSA实验
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静默式热管反应堆热工水力特性不确定性分析
11
作者 韩睿钰 王成龙 +3 位作者 郭凯伦 苏光辉 秋穗正 田文喜 《原子能科学技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第5期998-1006,共9页
基于不确定性分析软件DAKOTA和自编程热管反应堆单通道热工分析程序HEART,对静默式热管反应堆(NUSTER)稳态热工水力特性进行了不确定性分析。根据热管反应堆相关实验数据,选取运行功率、燃料热导率、气隙宽度、包壳厚度、热管蒸发段长... 基于不确定性分析软件DAKOTA和自编程热管反应堆单通道热工分析程序HEART,对静默式热管反应堆(NUSTER)稳态热工水力特性进行了不确定性分析。根据热管反应堆相关实验数据,选取运行功率、燃料热导率、气隙宽度、包壳厚度、热管蒸发段长度和基体厚度6个关键热工参数并确定其基准值与概率密度分布,通过大量重复性计算,获得了95%置信水平下热管蒸发段温度、热管冷凝段温度、燃料峰值温度、包壳峰值温度及基体温度的统计分布,并对各参数的不确定性对热管反应堆安全性的影响进行了分析。分析结果表明:热管蒸发段及冷凝段温度有0.67%的概率超过热管温度限值;由于热管反应堆堆芯为固态堆芯,传热以纯导热为主,输入变量的不确定性对不同目标参数的影响相同,燃料热导率的不确定性对5个目标参数的影响最为显著,且为负相关。本研究获得的结果可为热管反应堆的优化及其后续发展提供方向指引。 展开更多
关键词 热管反应堆 不确定性分析 DAKOTA
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空间热离子核电源在轨防冻加热策略研究
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作者 金钊 王成龙 +4 位作者 代智文 苏光辉 田文喜 秋穗正 包轶颖 《原子能科学技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第3期527-536,共10页
宇宙空间复杂热环境给空间热离子反应堆正常启动带来巨大挑战,液态金属工质的冷冻将严重影响堆芯的正常启动,而复杂的解冻装置又缺乏足够的可靠性。本文针对空间热离子核电源系统,采用空间热离子核电源系统分析程序TASTIN建立系统模型,... 宇宙空间复杂热环境给空间热离子反应堆正常启动带来巨大挑战,液态金属工质的冷冻将严重影响堆芯的正常启动,而复杂的解冻装置又缺乏足够的可靠性。本文针对空间热离子核电源系统,采用空间热离子核电源系统分析程序TASTIN建立系统模型,添加了地球红外热流模型、地球反照热流模型及遮热罩热平衡计算模型,模拟分析了含/不含遮热罩下空间热离子核电源采用主动加热方式的防冻策略。结果表明,在650 W加热功率的情况下,含/不含遮热罩核电源系统冷却剂最低温度持续维持在302.0 K/278.6 K,具有较高的安全裕度,可以保证系统的正常运行。 展开更多
关键词 空间热离子核电源 在轨防冻 热工安全分析
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车载运动条件下铅铋堆LESMOR热工安全特性分析
13
作者 陆定晟 魏诗颖 +3 位作者 王成龙 田文喜 苏光辉 秋穗正 《原子能科学技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第1期111-123,共13页
本文基于车载运动条件下非惯性系动量方程推导,建立运动条件附加力模型,并运用铅铋快堆瞬态热工水力分析程序LETHAC展开车载铅铋快堆LESMOR系统运动条件热工安全特性分析。研究表明,坡道行驶、垂直振动、俯仰振动及垂直耦合俯仰振动运... 本文基于车载运动条件下非惯性系动量方程推导,建立运动条件附加力模型,并运用铅铋快堆瞬态热工水力分析程序LETHAC展开车载铅铋快堆LESMOR系统运动条件热工安全特性分析。研究表明,坡道行驶、垂直振动、俯仰振动及垂直耦合俯仰振动运动条件下,系统自然循环流量显著下降,但不超过30%;包壳和燃料温度上升,但不超过4℃,最高分别达411.3、442.4℃,远低于瞬态运行安全限值。LESMOR系统在汽车正常行驶和可能出现的极限行驶范围内都能保持稳定安全运行。本文提供车载运动条件下反应堆系统热工安全特性分析方法,具有一定的参考意义。 展开更多
关键词 车载运动条件 铅铋快堆 热工安全分析
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呼吸训练联合膈肌起搏器治疗慢性阻塞性肺疾病的优化肺康复模式研究 被引量:20
14
作者 成国华 粟光辉 +5 位作者 欧阳辉 吴佳玲 吴莹 袁雯静 陈艳 徐建 《中国医学物理学杂志》 CSCD 2019年第12期1476-1480,共5页
目的:探讨呼吸训练联合膈肌起搏器治疗慢性阻塞性肺疾病(COPD)的优化肺康复模式效果。方法:前瞻性非随机收集2017年9月~2019年3月长沙市第四医院呼吸内科及康复医学科收治的中度至极重度稳定期COPD患者88例,按照患者意愿分为A、B、C、D... 目的:探讨呼吸训练联合膈肌起搏器治疗慢性阻塞性肺疾病(COPD)的优化肺康复模式效果。方法:前瞻性非随机收集2017年9月~2019年3月长沙市第四医院呼吸内科及康复医学科收治的中度至极重度稳定期COPD患者88例,按照患者意愿分为A、B、C、D组,A组采用常规内科治疗+呼吸训练,B组采用常规内科治疗+膈肌起搏器,C组采用常规内科治疗+呼吸训练+膈肌起搏器,D组采用单纯常规内科治疗。分析2个月后各组肺功能、6 min步行试验(6MWT)结果、呼吸困难量表(MRC)评分、圣乔治呼吸问卷(SGRQ)评分情况。结果:C组第1秒末用力呼气容量(FEV1)、FEV1/用力肺活量(FVC)及最大通气量(MVV)水平显著高于A、B、D组,FVC水平显著高于A组和D组(P<0.05);C组6MWT显著高于其他各组,Borg疲劳评分、Borg喘息评分均显著低于其他各组(P<0.05);C组MRC评分显著低于D组(P<0.05);C组症状、日常活动情况、疾病影响评分均显著高于其余3组(P<0.05)。结论:呼吸训练联合膈肌起搏器治疗COPD能够有效改善患者肺功能,缓解其呼吸困难情况,并提高其生活质量及运动耐力,取得最佳肺康复疗效。 展开更多
关键词 呼吸训练 膈肌起搏器 慢性阻塞性肺疾病 肺康复
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连续液相碎化过程数值模拟研究 被引量:1
15
作者 兰治科 李勇 +1 位作者 苏光辉 昝元锋 《当代化工研究》 2021年第10期4-6,共3页
针对目前雾化研究尚未有能够模拟从入口连续相到雾化场全过程的数值模拟方法的现状,提出了一种全流场的液相雾化破碎数值模拟方法。该方法基于最大不稳定波增长率破碎理论,在喷雾头出口位置构建液膜初级破碎模型-PBM,链接VOF和DPM模型,... 针对目前雾化研究尚未有能够模拟从入口连续相到雾化场全过程的数值模拟方法的现状,提出了一种全流场的液相雾化破碎数值模拟方法。该方法基于最大不稳定波增长率破碎理论,在喷雾头出口位置构建液膜初级破碎模型-PBM,链接VOF和DPM模型,从而形成全流场的数值模拟方法。本文使用VOF+PBM+DPM模型,基于FLUENT求解器,对一种旋流式大型喷雾头进行了数值模拟。全流场模型计算得到的喷雾场流量密度分布与实验结果进行比较,两者符合较好,表明了该模型计算雾化全过程的有效性。 展开更多
关键词 连续液相 碎化过程 数值模拟 初级破碎模型
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高温钾热管稳态运行传热特性研究 被引量:13
16
作者 田智星 刘逍 +3 位作者 王成龙 苏光辉 田文喜 秋穗正 《原子能科学技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第10期1771-1778,共8页
本文采用钾金属作为热管工质,对热管的传热性能展开理论和实验研究。首先,对不同加热功率和倾角下热管传热性能影响规律进行实验研究。结果表明,热管加热功率的提升有利于传热性能的改善,加热功率升高导致蒸发加剧,蒸气密度增加,进而强... 本文采用钾金属作为热管工质,对热管的传热性能展开理论和实验研究。首先,对不同加热功率和倾角下热管传热性能影响规律进行实验研究。结果表明,热管加热功率的提升有利于传热性能的改善,加热功率升高导致蒸发加剧,蒸气密度增加,进而强化蒸气传热。倾角对传热性能有正反两方面的作用。一方面,随倾角的增加冷凝段液膜不稳定性加剧,导致传热恶化;另一方面,倾角的增加导致重力加速液体工质回流并减薄冷凝段液膜,传热增强。在二者的共同作用下,随倾角的增加,热管等效热阻逐步增加且超过某一限值后趋于平稳。其次,以热阻网络法为指导,建立了钾热管的数学物理模型,并基于模块化程序思想,开发了热管设计分析程序。通过与实验数据对比,二者整体误差在2.7%以内,验证了热管模型的合理性。本文对碱金属高温热管的设计优化提供了数据及理论支持。 展开更多
关键词 钾热管 传热性能 实验研究 数值模拟
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基于OpenFOAM的液态金属铅铋三维流动换热特性数值模拟研究 被引量:6
17
作者 何少鹏 王明军 +3 位作者 章静 田文喜 苏光辉 秋穗正 《原子能科学技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第6期1007-1014,共8页
铅铋快堆是第4代核能系统的主要堆型之一,但由于液态金属铅铋的热物性与传统工质如水、空气等有很大不同,假设流动边界层与热边界层相似的雷诺比拟原理已不再适用。本文在开源程序OpenFOAM中开发了基于k-ε-kθ-εθ四因子模型的自定义... 铅铋快堆是第4代核能系统的主要堆型之一,但由于液态金属铅铋的热物性与传统工质如水、空气等有很大不同,假设流动边界层与热边界层相似的雷诺比拟原理已不再适用。本文在开源程序OpenFOAM中开发了基于k-ε-kθ-εθ四因子模型的自定义求解器,考虑热边界层与流动边界层的差异性,对带绕丝棒束通道中液态金属铅铋的流动换热现象进行数值模拟,得到了速度、温度等重要热工水力参数的三维分布,揭示了绕丝对冷却剂流动传热过程的影响规律,并将计算结果与经典实验关联式进行对比,结果符合良好,证明了所用模型和程序的正确性。本研究可为在OpenFOAM中添加新模型、开发自定义求解器以及开展针对液态金属流动换热问题的计算流体动力学(CFD)模拟提供参考。 展开更多
关键词 液态金属 湍流换热模型 计算流体动力学 OPENFOAM
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RELAP5铅铋快堆模型拓展及验证 被引量:5
18
作者 张家心 王成龙 +4 位作者 赵寒冰 张大林 苏光辉 秋穗正 田文喜 《原子能科学技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第7期1260-1267,共8页
为研究铅铋快堆瞬态热工水力特性,对RELAP5程序进行二次开发,添加铅铋合金(LBE)物性模型和液态金属流动换热模型,并与NACIE-UP和CIRCE-ICE台架的实验结果进行对比。计算结果表明:NACIE-UP台架稳态流量和温度相对误差在2%以内,瞬态相对... 为研究铅铋快堆瞬态热工水力特性,对RELAP5程序进行二次开发,添加铅铋合金(LBE)物性模型和液态金属流动换热模型,并与NACIE-UP和CIRCE-ICE台架的实验结果进行对比。计算结果表明:NACIE-UP台架稳态流量和温度相对误差在2%以内,瞬态相对误差不超过5%,与其他系统程序CATHARE、ATHLET、RELAP5-3D、RELAP5/MOD3.3(modified)相比,本文程序的相对偏差不超过10%;CIRCE-ICE台架稳态流量和温度相对误差在2%以内,瞬态相对误差不超过10%。本文程序满足反应堆系统热工水力分析程序精度要求,可作为铅铋快堆安全分析的有效工具。 展开更多
关键词 RELAP5程序 液态铅铋合金 模型拓展 验证
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华龙一号非能动安全壳热量导出系统热工水力特性研究 被引量:8
19
作者 葛魁 王辉 +3 位作者 王明军 田文喜 苏光辉 秋穗正 《原子能科学技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第5期769-777,共9页
本文针对华龙一号非能动安全壳热量导出系统(PCS),基于漂移流模型开发了一套一维自然循环瞬态计算程序。利用该程序对PCS内热工水力特性进行了分析研究,得到PCS自然循环流量、换热系数、换热器进出口温度、上升管路竖直段出口含气率及... 本文针对华龙一号非能动安全壳热量导出系统(PCS),基于漂移流模型开发了一套一维自然循环瞬态计算程序。利用该程序对PCS内热工水力特性进行了分析研究,得到PCS自然循环流量、换热系数、换热器进出口温度、上升管路竖直段出口含气率及水箱水位等热工水力参数随PCS换热功率的变化。本文研究结果将为评估华龙一号PCS的换热能力提供可靠工具,对PCS的设计和改进也具有指导意义,并为后续开发能够模拟带有PCS的安全壳内热工水力行为的程序打下基础. 展开更多
关键词 自然循环 非能动安全壳热量导出系统 热工水力特性
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兆瓦级核电推进系统布雷顿循环热电转换特性分析 被引量:8
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作者 郭凯伦 王成龙 +2 位作者 秋穗正 苏光辉 田文喜 《原子能科学技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第1期16-23,共8页
闭式布雷顿循环是兆瓦级核电推进系统主要采用的动态热电转换方式,具有结构简单、转换效率高等特点。本文针对兆瓦级核电推进系统的动态布雷顿热电转换方式进行特性分析,具体内容包括:对氦气、氮气、二氧化碳和氙气4种工质及它们以不同... 闭式布雷顿循环是兆瓦级核电推进系统主要采用的动态热电转换方式,具有结构简单、转换效率高等特点。本文针对兆瓦级核电推进系统的动态布雷顿热电转换方式进行特性分析,具体内容包括:对氦气、氮气、二氧化碳和氙气4种工质及它们以不同比例混合的工质的热物性进行比较,进而对其在兆瓦级核电推进系统闭式布雷顿循环中的换热性能、压力损失系数和透平机械所需级数进行分析;以带有同流换热器和预冷器的直接气体透平循环为研究对象,比较兆瓦级核电推进系统气体透平循环在采用不同比例混合物作为工质时的循环效率,并对参数变化对循环效率的影响进行研究。本研究为兆瓦级核电推进系统气体透平循环在工质选择方面提供了一定的参考,为其设计和控制系统的研究奠定了基础,为以后进行气体透平循环动态性能研究打下了基础。 展开更多
关键词 兆瓦级核电推进系统 动态热电转换 闭式布雷顿循环
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