儲液結(jié)構(gòu)在工程應(yīng)用中十分常見,當(dāng)結(jié)構(gòu)件受到外部載荷沖擊時會引起內(nèi)部液體晃蕩,由晃蕩引起的結(jié)構(gòu)附加動應(yīng)力對結(jié)構(gòu)造成的沖擊問題十分突出,甚至超過結(jié)構(gòu)本身承受的外部載荷,因此研究液體晃動和儲液結(jié)構(gòu)的流固耦合影響具有十分重要的意義。本文以海上核電站中的某冷卻水池作為研究對象,采用流固耦合分析方法與響應(yīng)面法相結(jié)合,提出了一套優(yōu)化設(shè)計復(fù)雜儲液結(jié)構(gòu)的分析方法和思路。研究結(jié)果表明,基于響應(yīng)面模型和響應(yīng)面法的儲水結(jié)構(gòu)優(yōu)化方法,有效克服了水池結(jié)構(gòu)總體性能方案設(shè)計時重復(fù)性和經(jīng)驗依賴的缺點,可為決策者進行目標權(quán)衡提供充分依據(jù),為其他復(fù)雜模型的設(shè)計優(yōu)化問題提供設(shè)計參考及解決方案。論文主要完成了以下幾方面的工作:1)構(gòu)建了冷卻水池流固耦合計算模型,利用Workbench平臺下的瞬態(tài)分析模塊和CFX模塊計算對冷卻池結(jié)構(gòu)進行流固耦合分析。得到了不同液深和不同工況下冷卻液氣液分布、壓力分布、冷卻水池結(jié)構(gòu)的變形與等效應(yīng)力分布規(guī)律。最終選定冷卻液深度為5m,縱向沖擊載荷1g作為結(jié)構(gòu)優(yōu)化的設(shè)計工況。2)采用SpaceClaim建立了以防波板孔徑,防波板厚度和冷卻水池壁厚為設(shè)計變量的參數(shù)化驅(qū)動模型,結(jié)合雙向流固耦合分析通過拉丁... 

【文章來源】：武漢科技大學(xué)湖北省

【文章頁數(shù)】：66 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第1章 緒論
    1.1 研究背景及意義
    1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀
        1.2.1 流固耦合研究現(xiàn)狀
        1.2.2 結(jié)構(gòu)優(yōu)化研究現(xiàn)狀
        1.2.3 流固耦合分析與結(jié)構(gòu)優(yōu)化相結(jié)合
    1.3 論文的主要內(nèi)容
第2章 流固耦合與結(jié)構(gòu)優(yōu)化
    2.1 流固耦合數(shù)學(xué)模型
        2.1.1 流固耦合基本概念
        2.1.2 結(jié)構(gòu)運動控制方程
        2.1.3 流體運動基本方程
    2.2 結(jié)構(gòu)優(yōu)化數(shù)學(xué)模型
        2.2.1 設(shè)計變量
        2.2.2 約束條件
        2.2.3 目標函數(shù)
    2.3 本章小結(jié)
第3章 參數(shù)化模型建立
    3.1 SCDM軟件概述
    3.2 冷卻水池結(jié)構(gòu)簡介
    3.3 流固耦合分析方法
    3.4 流固耦合模型建立
        3.4.1 固體結(jié)構(gòu)有限元模型建立
        3.4.2 流體有限元模型建立
    3.5 冷卻水池結(jié)構(gòu)參數(shù)化
        3.5.1 參數(shù)化建模的實現(xiàn)
        3.5.2 網(wǎng)格參數(shù)化
    3.6 本章小結(jié)
第4章 冷卻水池雙向流固耦合分析
    4.1 不同液深探究
    4.2 不同載荷方向探究
        4.2.1 靜止?fàn)顟B(tài)
        4.2.2 橫向沖擊
        4.2.3 縱向沖擊
    4.3 本章小結(jié)
第5章 冷卻水池結(jié)構(gòu)多目標優(yōu)化分析
    5.1 冷卻水池結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計數(shù)學(xué)模型
        5.1.1 目標函數(shù)
        5.1.2 設(shè)計變量
        5.1.3 約束條件
    5.2 試驗設(shè)計法
    5.3 冷卻水池響應(yīng)面近似模型
        5.3.1 響應(yīng)面法
        5.3.2 響應(yīng)面擬合精度驗證
        5.3.3 多目標遺傳算法
    5.4 PARETO解
        5.4.1 Pareto解集
        5.4.2 優(yōu)化設(shè)計結(jié)果及驗證
    5.5 本章小結(jié)
第6章 結(jié)論與展望
    6.1 結(jié)論
    6.2 展望
參考文獻
附錄1 攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的論文
附錄2 攻讀碩士學(xué)位期間參加的科研項目


【參考文獻】：
期刊論文
[1]基于響應(yīng)面法（RSM）的鍛造預(yù)成形多目標優(yōu)化設(shè)計[J]. 楊艷慧,劉東,賀子延,羅子健.  稀有金屬材料與工程. 2009(06)
[2]自由液面大晃動的流固耦合數(shù)值分析方法研究進展[J]. 王建軍,李其漢,朱梓根,陸明萬,張雄.  力學(xué)季刊. 2001(04)
[3]利用調(diào)液阻尼器減振的結(jié)構(gòu)控制研究進展[J]. 李宏男,閆石,賈連光.  地震工程與工程振動. 1995(03)
[4]圓柱容器液體晃動問題的數(shù)值計算[J]. 王永學(xué),T.C.Su.  空氣動力學(xué)學(xué)報. 1991(01)

博士論文
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[2]流固耦合新算法研究及其氣動彈性應(yīng)用[D]. 何濤.上海交通大學(xué) 2013

碩士論文
[1]乏燃料水池自然對流傳熱的數(shù)值模擬與結(jié)構(gòu)優(yōu)化[D]. 鄧雨成.山東大學(xué) 2018
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[3]一種新型擾流器的研究及氣動性能優(yōu)化[D]. 斯洋.重慶理工大學(xué) 2018
[4]29立方米液體罐式集裝箱的流固耦合及結(jié)構(gòu)優(yōu)化[D]. 商繼東.北京交通大學(xué) 2016
[5]剛構(gòu)—連續(xù)組合梁橋雙肢薄壁墩設(shè)計參數(shù)的分析與優(yōu)化[D]. 楊帆.蘭州交通大學(xué) 2015
[6]單軸轉(zhuǎn)向架方案設(shè)計及其懸掛參數(shù)優(yōu)化研究[D]. 徐海濱.北京交通大學(xué) 2015
[7]兩分裂導(dǎo)線次檔距振蕩系統(tǒng)的分岔特性及極限環(huán)分析[D]. 于洋洋.天津大學(xué) 2014
[8]基于雙向流固耦合的200升水箱結(jié)構(gòu)優(yōu)化[D]. 胡萍.北京交通大學(xué) 2014
[9]基于流固耦合分析的動車組水箱結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計[D]. 梁闖.北京交通大學(xué) 2012
[10]多目標遺傳算法中解集分布度保持策略的研究[D]. 鄺達.湘潭大學(xué) 2006



本文編號：2957893