對液態(tài)金屬低普朗特數(shù)的流體,使用RANS湍流模型很難精確模擬湍流熱擴散項。在本文研究中,使用先進的大渦模擬方法（LES）,精細的網(wǎng)格,周期性的邊界條件,數(shù)值模擬液態(tài)金屬在三角形排布的堆芯棒束內(nèi)（又稱為子通道）充分發(fā)展狀態(tài)的湍流換熱。本文中,首先模擬Reτ=400,600,1400,P/D=1.2以及Reτ=600,P/D=1.05的算例,研究Pr=0.026（鉛鉍）的液態(tài)金屬的湍流傳熱,接著研究不同的分子普朗特數(shù)流體（Pr=0.01,0.026,0.1,0.71）在相同流場（Reτ=600,P/D=1.2）下的湍流傳熱特性。該LES方法是在開源代碼OpenFOAM2.3.0的基礎上實現(xiàn)。文中分析了時間平均統(tǒng)計量,比如平均溫度、溫度脈動均方根（RMS）以及湍流熱通量等,結(jié)果表明,隨著雷諾數(shù)的增加,溫度脈動RMS增大,而且其在子通道內(nèi)的分布變得復雜。在近壁面很大的區(qū)域內(nèi),平均溫度具有線性規(guī)律,同時溫度脈動RMS恒定。隨著Pr的增加,平均溫度的線性區(qū)變小,溫度脈動RMS曲線峰值的位置向壁面移動,溫度脈動強度增強,這意味著溫度子層的厚度變薄。液態(tài)金屬在窄間隙的子通道（P/D=1.05）和寬間隙... 

【文章來源】：中國科學技術(shù)大學安徽省 211工程院校 985工程院校

【文章頁數(shù)】：87 頁

【學位級別】：碩士

【部分圖文】：

三角形柵元棒束

0.8，0.9)。數(shù)值模擬結(jié)果給出了平均速度，壁面剪切力，二次流的分布（圖1.2)以及不同的P/D對這些統(tǒng)計參量的影響，但是沒有求解能量方程，因此沒有給出溫度場、橫向的溫度脈動場以及瑞流熱通量等瑞流傳熱的數(shù)據(jù)。灣__- 0.4% Wb Max: 0.68%(a) Re, = 400 = 6,000)圖1. 2 二次流動。隨著計算機計算能力的提高，未來的發(fā)展趨勢將是發(fā)展LES模型、基于LES的RANS稱合模型等高級的模型。同時，Roelofs et al[27]對當前CTD在液態(tài)金屬冷卻的反應堆應用以及未來發(fā)展面臨的困難做了詳細的介紹，文章指出目前液態(tài)金屬瑞流換熱的經(jīng)驗公式存在不穩(wěn)定性因素，會導致CFD計算的結(jié)果不準確，這對堆芯設計是非常不利的。同時堆芯內(nèi)部的流動復雜，因此需要考慮三維流動的特性，僅僅使用熱工系統(tǒng)程序（STH)

上部：細實線是瞬時速度，粗實線是大尺度的速度；下部：細實線是亞格子速度，粗實線是過濾后的亞格子尺度速度

【參考文獻】：
期刊論文
[1]我國快堆技術(shù)發(fā)展和核能可持續(xù)應用[J]. 徐銤.  現(xiàn)代物理知識. 2011(03)



本文編號：3232150