反應堆堆內構件流致振動研究對核能開發(fā)的安全性有著重要意義。本文采用數(shù)值仿真法對堆內構件的流致振動響應進行了研究,具體工作如下:1.采用ANSYS分別建立了反應堆吊籃組件、整堆結構在不同環(huán)境下的動力學模型,分析了吊籃組件、整堆結構在空氣與靜水中的固有特性。結果表明:與空氣環(huán)境相比,靜水中吊籃、整堆結構的各階振動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量的影響更大。2.采用大渦湍流模型（LES）進行流場計算,重點考慮了流場的脈動特性。將計算獲取的吊籃外表面湍流脈動力作為堆內構件響應計算的輸入荷載,求解結構響應。結果表明:在湍流激振力下,反應堆吊籃的振動以一階梁式、殼式（1,2）耦合振動為主;最大位移響應位于吊籃入口母線中部。3.針對縮比模型試驗流體力測點少難以表征吊籃外表面流體力分布的難題,本文結合模型試驗“一圈一列”的測點布置方式,提出了一種以仿真流體力為基準的時域流體力模擬方法。并針對采用該測點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點。分別對“一圈一列”測點、... 

【文章來源】：西南交通大學四川省 211工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：71 頁

【學位級別】：碩士

【部分圖文】：

ANSYS-Workbench雙向流固耦合典型流程

長期的振動可能會導致結構失效，從而影響反應堆的安全運行。3.2 吊籃在空氣和靜水中的振動特性3.2.1 結構簡化吊籃作為堆內構件的主體結構之一，其固有特性備受關注，因此，首先吊籃的固有特性進行了分析。堆芯下板具有較多流水孔，結構相對復雜且堆芯下板主要體現(xiàn)為附加質量，為便于建立吊籃有限元模型，忽略堆芯下板流水孔，將其簡化為實心圓板，同時忽略吊籃出水管嘴口的局部倒角，圖 3-2（左）為簡化后的吊籃模型。流體采用實體建模，其與吊籃接觸面通過粘接以考察流體附加質量對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。

西南交通大學碩士學位論文 第 19 頁將 (3-1)式與結構振動方程聯(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，能夠降低計算規(guī)模的同時提高求解精度，對形狀相對規(guī)則或對吊籃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；對形狀復雜或主要體現(xiàn)為附加質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】：
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碩士論文
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本文編號：3329498