反應(yīng)堆堆內(nèi)構(gòu)件流致振動(dòng)研究對(duì)核能開發(fā)的安全性有著重要意義。本文采用數(shù)值仿真法對(duì)堆內(nèi)構(gòu)件的流致振動(dòng)響應(yīng)進(jìn)行了研究,具體工作如下:1.采用ANSYS分別建立了反應(yīng)堆吊籃組件、整堆結(jié)構(gòu)在不同環(huán)境下的動(dòng)力學(xué)模型,分析了吊籃組件、整堆結(jié)構(gòu)在空氣與靜水中的固有特性。結(jié)果表明:與空氣環(huán)境相比,靜水中吊籃、整堆結(jié)構(gòu)的各階振動(dòng)頻率均有不同程度的降低;在不同環(huán)境下,空吊籃與整堆的前幾階固有頻率均包含低階梁式頻率、殼式頻率;相較于梁式頻率,整堆的殼式頻率受流體附加質(zhì)量的影響更大。2.采用大渦湍流模型（LES）進(jìn)行流場(chǎng)計(jì)算,重點(diǎn)考慮了流場(chǎng)的脈動(dòng)特性。將計(jì)算獲取的吊籃外表面湍流脈動(dòng)力作為堆內(nèi)構(gòu)件響應(yīng)計(jì)算的輸入荷載,求解結(jié)構(gòu)響應(yīng)。結(jié)果表明:在湍流激振力下,反應(yīng)堆吊籃的振動(dòng)以一階梁式、殼式（1,2）耦合振動(dòng)為主;最大位移響應(yīng)位于吊籃入口母線中部。3.針對(duì)縮比模型試驗(yàn)流體力測(cè)點(diǎn)少難以表征吊籃外表面流體力分布的難題,本文結(jié)合模型試驗(yàn)“一圈一列”的測(cè)點(diǎn)布置方式,提出了一種以仿真流體力為基準(zhǔn)的時(shí)域流體力模擬方法。并針對(duì)采用該測(cè)點(diǎn)布置方式難以表征入口位置流體力分布的難題,考慮在入口位置增加流體力測(cè)點(diǎn)。分別對(duì)“一圈一列”測(cè)點(diǎn)、... 

【文章來(lái)源】：西南交通大學(xué)四川省 211工程院校 教育部直屬院校

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【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

ANSYS-Workbench雙向流固耦合典型流程

長(zhǎng)期的振動(dòng)可能會(huì)導(dǎo)致結(jié)構(gòu)失效，從而影響反應(yīng)堆的安全運(yùn)行。3.2 吊籃在空氣和靜水中的振動(dòng)特性3.2.1 結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)化吊籃作為堆內(nèi)構(gòu)件的主體結(jié)構(gòu)之一，其固有特性備受關(guān)注，因此，首先吊籃的固有特性進(jìn)行了分析。堆芯下板具有較多流水孔，結(jié)構(gòu)相對(duì)復(fù)雜且堆芯下板主要體現(xiàn)為附加質(zhì)量，為便于建立吊籃有限元模型，忽略堆芯下板流水孔，將其簡(jiǎn)化為實(shí)心圓板，同時(shí)忽略吊籃出水管嘴口的局部倒角，圖 3-2（左）為簡(jiǎn)化后的吊籃模型。流體采用實(shí)體建模，其與吊籃接觸面通過(guò)粘接以考察流體附加質(zhì)量對(duì)吊籃組件固有特性的影響，圖 3-2（右）為靜水中吊籃組件的幾何模型。

西南交通大學(xué)碩士學(xué)位論文 第 19 頁(yè)將 (3-1)式與結(jié)構(gòu)振動(dòng)方程聯(lián)立，即可得到流固耦合相互作用的總方程。為便于控制網(wǎng)格劃分，能夠降低計(jì)算規(guī)模的同時(shí)提高求解精度，對(duì)形狀相對(duì)規(guī)則或?qū)Φ趸@整體剛度影響較大的部件采用映射網(wǎng)格劃分，如吊籃法蘭、吊籃筒體；對(duì)形狀復(fù)雜或主要體現(xiàn)為附加質(zhì)量的部件采用自由網(wǎng)格劃分，如出水口管嘴、堆芯下板以及流體域。圖 3-3 為吊籃組件在不同環(huán)境下的有限元模型。

【參考文獻(xiàn)】：
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碩士論文
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