超臨界水冷堆是一種第四代反應(yīng)堆設(shè)計,使用超臨界水作為工作流體。由于超臨界水堆的結(jié)構(gòu)簡單且具有較高的熱效率,因而成為了備受關(guān)注的新一代核反應(yīng)堆系統(tǒng)。然而與其他第四代核能系統(tǒng)不同,世界上從未建設(shè)過任何類型的超臨界水堆�？紤]到超臨界水堆在商業(yè)化的道路上必須經(jīng)過“實驗堆建設(shè)”這一重要階段,因此開展與實驗堆相關(guān)的技術(shù)研究具有非常重要的意義。為了進行實驗堆技術(shù)研究,歐盟計劃建立一個超臨界實驗回路以實現(xiàn)在超臨界水環(huán)境下對燃料棒的傳熱性能和材料抗腐蝕能力進行研究。然而當(dāng)超臨界水流過燃料棒時可能誘發(fā)其發(fā)生振動,使得燃料包殼出現(xiàn)疲勞現(xiàn)象而破損。為了得到振動的特性以及評估燃料包殼的應(yīng)力等級,需進行相關(guān)的流致振動實驗和數(shù)值計算工作。本文首先通過CFD軟件對燃料棒周圍的流場進行了計算,發(fā)現(xiàn)：由于定位繞絲的存在,使得流體在棒束通道內(nèi)的流動存在著較強烈的攪混效應(yīng),增加了各個子通道之間的橫向流,而這種橫向流動又會影響到燃料棒的穩(wěn)定性。之后,通過實驗方式對燃料棒的流致振動行為進行了研究,發(fā)現(xiàn)：在設(shè)定流量下不存在流體彈性不穩(wěn)定產(chǎn)生的大幅振動,只存在由湍流邊界層內(nèi)壓力脈動而引起的隨機小幅振動,且在頻域范圍內(nèi),振動能主要集中... 

【文章頁數(shù)】：61 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
第1章 緒論
    1.1 課題背景及研究目的
    1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀
        1.2.1 漩渦脫落誘發(fā)振動
        1.2.2 湍流激振
        1.2.3 流體彈性失穩(wěn)
    1.3 本文主要工作
    1.4 本文創(chuàng)新點
第2章 理論基礎(chǔ)及軟件介紹
    2.1 引言
    2.2 軸向流動中圓柱體的流致振動方程
    2.3 模態(tài)分析理論
    2.4 功率譜密度
        2.4.1 自相關(guān)函數(shù)
        2.4.2 自功率譜密度函數(shù)
    2.5 FLUENT軟件簡介
        2.5.1 FLUENT軟件的特點及計算步驟
        2.5.2 流體力學(xué)控制方程
    2.6 本章小結(jié)
第3章 燃料棒的湍流激振特性研究
    3.1 實驗段簡介
    3.2 研究方案
    3.3 實驗有效性分析
    3.4 實驗參數(shù)設(shè)定
    3.5 組件盒內(nèi)的流場計算
        3.5.1 網(wǎng)格劃分
        3.5.2 計算結(jié)果分析
    3.6 燃料棒模態(tài)分析
    3.7 實驗回路及測量系統(tǒng)
        3.7.1 測量裝置選取
        3.7.2 實驗段結(jié)構(gòu)設(shè)計
        3.7.3 測量偏差校準(zhǔn)
        3.7.4 燃料棒流致振動實驗回路
        3.7.5 實驗數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)
    3.8 實驗結(jié)果處理
    3.9 數(shù)值計算與結(jié)構(gòu)評定
    3.10 本章小結(jié)
第4章 泄漏流誘發(fā)燃料棒振動現(xiàn)象研究
    4.1 研究對象介紹
    4.2 實驗結(jié)果分析
        4.2.1 數(shù)據(jù)預(yù)處理
        4.2.2 數(shù)據(jù)有效性驗證
        4.2.3 譜分析
        4.2.4 統(tǒng)計分析
        4.2.5 燃料棒有效位移的計算和比較
    4.3 本章小結(jié)
第5章 結(jié)論與展望
    5.1 結(jié)論
    5.2 展望
參考文獻
攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的論文及其它成果
攻讀碩士學(xué)位期間參加的科研工作
致謝
作者簡介


【參考文獻】：
期刊論文
[1]二維圓柱渦激振動的數(shù)值模擬[J]. 何長江,段忠東.  海洋工程. 2008(01)
[2]兩向自由度低質(zhì)量比圓柱體渦激振動的數(shù)值計算[J]. 黃智勇,潘志遠,崔維成.  船舶力學(xué). 2007(01)
[3]超臨界水冷堆開發(fā)現(xiàn)狀與前景展望[J]. 李滿昌,王明利.  核動力工程. 2006(02)
[4]超聲波電機振動模態(tài)有限元分析[J]. 莫岳平,胡敏強,徐志科,金龍,顧菊平,王心堅.  中國電機工程學(xué)報. 2002(11)
[5]核反應(yīng)堆流體誘發(fā)振動問題綜述[J]. 李笑天,厲日竹,何樹延.  工程力學(xué). 2002(04)

碩士論文
[1]矩形通道中單塊柔性平板流固耦合實驗研究[D]. 趙玉靜.華北電力大學(xué)（北京） 2010
[2]管束流致振動與噪聲特性研究[D]. 周國成.哈爾濱工程大學(xué) 2010



本文編號：3718701