通常在核反應(yīng)堆堆芯設(shè)計中，棒束燃料元件應(yīng)用比較廣泛。在高速流動的冷卻劑中，很多組燃料組件豎直地排列，每個組件中，通常利用幾組定位格架對燃料棒束進行定位，格架的存在，改變了通道中的流場，流體的高速流動可能會使棒束燃料元件產(chǎn)生振動，這種流固耦合振動會導(dǎo)致燃料元件的碰撞甚至破壞。 本文以核反應(yīng)堆中的棒束燃料堆芯元件為應(yīng)用背景，研究帶有定位格架的棒束燃料元件的流固耦合振動行為。采用混合網(wǎng)格技術(shù)對棒束通道流體域進行了網(wǎng)格劃分，通過利用CFD方法計算棒束通道的流場，并與試驗結(jié)果進行了比較，驗證數(shù)值計算的準確性，得出如下結(jié)論：燃料棒的固有頻率隨流速的增大而降低，不同約束條件下，對棒束的振動特性有很大影響，定位格架對下游流場有強烈的擾動作用，相同流速下棒束不同位置的動態(tài)響應(yīng)不同。流體未經(jīng)過定位格架時流體的橫向速度的數(shù)值計算值與實驗值都接近于零；經(jīng)過定位格架后產(chǎn)生橫向速度，之后向下游流動過程中橫向速度的計算值與實驗值都逐漸衰減，到接近下一個格架時，都接近于零。雙彈簧的迎流面積大，對軸向速度有較強的阻礙作用，使得格架附近的速度波動較大。攪混葉片對軸向速度有協(xié)調(diào)平均的作用。 分析了不同流速對燃料棒振動的影響...

【文章頁數(shù)】：91 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
目錄
第1章 緒論
    1.1 課題背景及研究意義
    1.2 國外研究現(xiàn)狀
    1.3 國內(nèi)研究現(xiàn)狀
    1.4 圓型結(jié)構(gòu)流致振動研究現(xiàn)狀
        1.4.1 輸流管道流固耦合振動研究現(xiàn)狀
        1.4.2 圓柱結(jié)構(gòu)流固耦合振動研究現(xiàn)狀
    1.5 本文的主要內(nèi)容
第2章 流致振動的相關(guān)機理及研究方法
    2.1 流致振動的基本原理
    2.2 流致振動的誘發(fā)機理
    2.3 流固耦合的分類及研究方法
    2.4 流體力學(xué)有限元分析
    2.5 本章小結(jié)
第3章 軸向流動中棒束流致振動的分析理論
    3.1 棒束表面速度勢
    3.2 無粘流體對棒的作用力
    3.3 流體粘性的影響
    3.4 棒的運動方程
    3.5 本章小結(jié)
第4章 流場力對結(jié)構(gòu)影響研究
    4.1 單向流固耦合方法簡介
    4.2 流場的數(shù)值分析
        4.2.1 模型簡化
        4.2.2 混合網(wǎng)格的連續(xù)性
        4.2.3 計算網(wǎng)格的敏感性分析
    4.3 流場數(shù)值模擬與實驗結(jié)果對比分析
    4.4 結(jié)構(gòu)場的求解及分析
        4.4.1 接觸類型的選擇
        4.4.2 彈性約束的確定
        4.4.3 燃料棒的振動模態(tài)分析
        4.4.4 攪混葉片振動模態(tài)分析
    4.5 流體力作用下棒束的位移變化
    4.6 本章小結(jié)
第5章 棒束流致振動響應(yīng)研究
    5.1 雙向流固耦合方法簡介
    5.2 恒定速度對棒束流致振動的影響
    5.3 隨機波動對振動的影響
    5.4 周期波動對振動的影響
    5.5 葉片對振動的影響
    5.6 本章小結(jié)
結(jié)論
參考文獻
攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的論文和取得的科研成果
致謝



本文編號：3973768