环形通道内棒偏心和弯曲工况临界热流密度机理研究

本文分别从两种不同类型的临界热流密度（CHF）的触发机理出发,分析了内棒偏心和弯曲对CHF的影响。以氟利昂（R-134a）作为流动工质,在竖直向上流动的环形通道内开展了仅内棒加热的CHF实验研究。实验段包含3种形式：同心、偏心和弯曲。偏心实验结果表明：在高过冷工况下,内棒偏心将对CHF造成惩罚,且偏心率为0783的实验段对CHF惩罚更严重;在低过冷工况下,偏心效应减弱。高压高质量流速工况,空泡漂移效应会导致偏心率为0783的CHF大于偏心率为0435的CHF。弯曲实验结果表明：小闭合度的弯曲对CHF几乎没有影响。大闭合度的弯曲对于低质量流速的Dryout型CHF,弯曲棒会破坏液膜的稳定性;对于低质量流速的DNB型CHF,空泡漂移效应远小于偏心通道,弯曲的CHF小于相同最小间隙下偏心的CHF。     

通道尺寸对稠密栅元内湍流流体的影响

利用CFD软件FLUENT对37棒束内的湍流流体进行分析,利用实验数据对计算结果进行验证,然后分析棒-棒间隙的减小对稠密栅元内流动交混和相干结构的影响.随着P/D的减小,大尺度相干结构运动越来越显著,由此带来的横向动量和能量交换也越来越明显.栅元的临界P/D约为1.03,此时栅元的换热条件基本上处于最佳状态.当P/D=...     

粒子横向漂移引起的反常输运(英文)

分析了在磁面遭到磁场的随机破坏的系统中,粒子横向漂移引起的反常输运。在各态历经区,粒子的运动方程可以写成朗之万方程的形式,横向扩散系数D_⊥可以应用福克-普朗克模型得到。当与准线性近似利用磁力线扩散所导出的D_⊥比较时,用上述方法得到的D_⊥与之有着相似的形式和相同的量级。两个D_⊥正好互相补充,而且,仅当把它们合并时,才是完整的结果。     

粒子横向漂移引起的反常输运

分析了在磁面遭到磁场的随机破坏的系统中,粒子横向漂移引起的反常输运。在各态历经区,粒子的运动方程可以写成朗之万方程的形式,横向扩散系数D_-可以应用福克-普朗克模型得到。当与准线性近似利用磁力线扩散所导出的D_⊥比较时,用上述方法得到的D_⊥与之有着相似的形式和相同的量级。两个D_⊥正好互相补充,而且,仅当把它们合并时,才是完整的结果。     

机助故障树分析的综合算法

综合算法将廖炯生提出的FTA新途径与富塞尔(Fussell)的下行法相结合,将非相干树分析与相干树分析相协调;并配有数字仿真方法。它既可以分析相干树,又可以分析非相干树;既可以解决稳态问题,又可以解决动态问题;既可以求解最小割集族,又可以求解最小路集族,对于非相干树还可求解完全的质蕴涵族;既可以计算顶事件概率,又可以计算其分布,底事件的结构重要度和概率重要度也可以计算。     

等离子体粒子模拟带电粒子推进算法校正

结合带电粒子回旋运动、漂移运动和螺旋一漂移运动三种典型的运动方式,对现有等离子体粒子模拟的粒子推进算法进行了数值试验和误差分析,通过校正差分格式中的回旋系数和半加速系数,得到了一套完整的校正算法。该校正算法不仅提高了计算精度,而且在确保数值稳定性的前提下降低了对粒子模拟时间步长的要求,从而显著提高计算效率,特别适用于强磁场大尺寸等离子体器件的模拟。     

BESIII主漂移室性能的模拟计算

根据BESIII主漂移室(MDC)的设计方案,利用TRACKERR程序对主漂移室的带电径迹的5个参数ζ(Z轴方向的位移)、s(dip角的正切)、ξ(带电径迹在XY平面的投影位移)、φ(方位角)、Κ(横向动量的倒数)进行误差计算,得到了相应的误差矩阵。给出主漂移室对动量为1GeV/c的带电粒子的动量分辨率和空间分辨率。     

BESⅢ主漂移室性能的模拟计算

根据BESⅢ漂移室(MDC)的设计方案，利用TRACKERR程序对主漂移室的带电径迹的5个参数ζ(Z轴方向的位移)、s(dip角的正切)、ξ(带电径迹在XY平面的投影位移)、φ(方位角)、K(横向动量的倒数)进行误差计算，得到了相应的误差矩阵。给出主漂移室对动量为1GeV／c的带电粒子的动量分辨率和空间分辨率。     

HL-1M等离子体q(r)分布的初步测量

输运过程和各种不稳定性的物理机制的研究是受控热核聚变的重要课题之一。理论模型建立在假定这些过程与等离子体电流密度分布或q(r)分布相联系的基础上,然而这却是最难测量的等离子体参数之一。目前,有一些技术用于q(r)分布的测量,例如塞曼效应、法拉第旋转、非相干散射光的谱线调制、运动斯塔克效应以及磁化粒子的直接观察等。如果要运用这些技术获得更进一步的数据,就必须使用更加专门的诊断。要在HL-1M装置上进行这样的诊断目前还有一些困难。     

散裂中子源Quadrupole-D漂移管磁铁的研制

中国散裂中子源(China Spallation Neutron Source,CSNS)漂移管直线加速器(Drift Tube Linac,DTL)高能段由9 m长的腔和27台Quadrupole-D型漂移管构成,负责把H~-由60 MeV加速到80 MeV。漂移管Quadrupole-D磁铁采用国际先进的SAKAE结构,结构紧凑,孔径小,最大励磁电流396 A,漂移管外壳采用全无氧铜电子束焊接,加工和磁测精度要求高。按物理要求仿真设计了Quadrupole-D四极磁铁,给出了磁铁基本参数模拟数值。对磁铁进行霍尔测量,计算了Quadrupole-D磁铁的有效长度为71.8 mm,测量值偏差2.6%,积分场0.966 T,测量值偏差2.2%,中心位置横向磁场梯度测量值偏差0.4%,平整度优于0.003,满足物理要求。在漂移管机械加工过程中,利用自主研制的高精度旋转测量系统测量,27台Quadrupole-D磁铁的高次谐波均小于3.5×10~(-3),24台漂移管磁中心加工偏差达到小于0.03 mm,三台磁中心加工偏差在0.03～0.05 mm,满足要求。对一台磁铁进行额定电流运行测试,线圈表面温升约12℃,9 h运行稳定。     

摇摆条件对稠密栅元内流动的影响

利用非稳态雷诺平均模拟(URANS)对摇摆条件下稠密栅元内的流体波动和大尺度相干结构进行理论分析,计算结果与实验值非常接近.摇摆运动会对流体波动和相干结构产生影响,摇摆条件下的流体波动周期比稳态条件下的流体波动周期略大10％.摇摆条件下流体的相干速度与稳态条件下的相干速度之间有一定的差异.最小相干主流速度位于流道中央,...     

直线加速器粒子运动包络线方程

在文献[12]里已经根据各自的情况,用不同的方法独立导出了电子直线加速器圆对称系统考虑加速过程的粒子横向运动包络线方程。这对于解决象强流短脉冲电子直线加速器、电子直线感应加速器之类的横向运动问题是很有意义的。但是,在某些情况下,象质子直线加速器,螺旋波导直线加速器,中、高能电子直线     

厚GEM探测器对γ射线探测效率的研究

作为一种新型微结构气体探测器(MPGD),厚型气体电子倍增器(THGEM)用于较高能量光子探测是新的尝试。为了解其探测机理及探测效率的主要影响因素,利用多粒子输运软件、多物理耦合仿真软件及气体电离模拟软件,分别建立了光子与探测器相互作用模型、电子漂移扩散模型和气体电离模型。通过仿真得到了漂移极内表面和膜上电极的电子出射概率,~(137)Cs在漂移极内表面产生激发电子的能量分布和角分布。动态模拟了电子在特定电场中的漂移和横向扩散行为,定量计算了原初电子的入孔数量和入孔效率。最后通过实验验证,证明增大漂移区距离和提高THGEM膜间电压可显著提高THGEM对γ射线的探测效率。     

NECP-Atlas中热中子散射律数据生成模块的开发与验证

基于热中子散射理论，在核数据处理程序NECP-Atlas中开发了热中子散射律数据生成模块。在相干弹性散射中，去除了传统方法中的晶体立方近似和原子位置近似，采用各向异性位移参数（ADPs）方法得到考虑了不同原子位置和作用力方向影响的相干弹性散射律数据，使得相干弹性散射模型适用于任意结构晶体。运用有效宽度模型或自由气体模型考虑液体靶中的扩散效应，运用离散谐振子模型考虑多原子分子靶的分子内部振动，以及舍尔德近似考虑分子间的相干效应。通过对D2O中D非弹性、LiH中H非相干弹性、金属Be相干弹性散射律数据的计算，证明了程序和方法的正确性。采用ADPs方法计算的金属Be相干弹性散射律数据与传统方法相比，精度最大提高约10%。ICSBEP基准题计算结果表明，采用ADPs方法获得的金属Be热散射截面，会使计算的有效增殖因数更接近实验基准值平均约60 pcm。     

自然循环流量漂移伴随动态振荡的机理分析

在 5MW核供热堆试验回路HRTL 5上观察到了一定条件下系统发生的静态流量漂移并同时伴随动态流量振荡的现象。本文在实验基础上 ,研究了流量漂移的发生、发展和向动态振荡演变的过程 ,以及欠热沸腾、冷凝、闪蒸在此过程中的作用机理。分析结果表明 :1 )自然循环流量漂移是一个长热工过程 ,动态振荡可发生在静态漂移过程中 ;2 )在流量漂移的过程中 ,先是欠热沸腾和冷凝占主导地位 ,然后渐变为闪蒸占主导地位 ,最终表现为自持振荡形式 ;3)最终的自持振荡主要表现为密度波振荡 ,又具备喷泉不稳定的特征。     

HLS储存环慢加速过程的软件控制研究

合肥同步辐射光源(Hefei light source,HLS)电子储存环为非满能量注入,束流以200MeV的能量注入到储存环内。当积累到一定流强后,要进行慢加速(Ramping)。本文首先介绍慢加速过程控制的原理和方法,然后介绍如何采用Elegant软件建立储存环的物理模型。对于横向运动,根据慢加速过程中工作点、色品等的变化对Lattice参数进行调整;对于纵向运行,对慢加速步长和高频系统进行调整。     

厚GEM探测器对γ射线探测效率的研究

作为一种新型微结构气体探测器(MPGD)，厚型气体电子倍增器（THGEM）用于较高能量光子探测是新的尝试。为了解其探测机理及探测效率的主要影响因素，利用多粒子输运软件、多物理耦合仿真软件及气体电离模拟软件，分别建立了光子与探测器相互作用模型、电子漂移扩散模型和气体电离模型。通过仿真得到了漂移极内表面和膜上电极的电子出射概率，¹³⁷Cs在漂移极内表面产生激发电子的能量分布和角分布。动态模拟了电子在特定电场中的漂移和横向扩散行为，定量计算了原初电子的入孔数量和入孔效率。最后通过实验验证，证明增大漂移区距离和提高THGEM膜间电压可显著提高THGEM对γ射线的探测效率。     

静水中单气泡运动特性实验研究

气泡运动特性是两相流研究的重要领域之一。本文基于图像识别技术对静水中单气泡的上升过程及其动力学特性进行研究，分析了不同等效体积直径下气泡上升过程中轨迹、变形程度、瞬时速度等参数。研究结果表明：椭球型单气泡上升过程中横向振荡幅度峰值与横向速度峰值呈正比，瞬时纵横比与瞬时纵向速度呈反比；单气泡横向运动位置、纵横比、上升速度具有周期性变化的现象。通过定量分析气泡末速度与等效体积直径的关系，对已有预测关系式进行了比较和评价，并基于实验数据拟合得到了一个更为精确的显式末速度关系式。     

利用混合态分解算法提高重叠关联成像的质量

X射线重叠关联成像技术所采用的常规相位恢复迭代算法均把入射光视为完全相干的单色光(即单态入射光),把样品视为稳定平衡的(即单态样品),把实验过程中成像系统内所有光学元器件的响应视为固定不变的。然而在实际实验中,上述三个条件很难得到同时保证。在非理想的实验条件下,任何单态条件发生变化或者出现多重态混合,其造成的退相干效应均会使衍射图样变得模糊,严重降低利用单态相位恢复迭代算法获得的重建图像质量。为了消除各种来源的混合态效应的负面影响,本文利用多模式拓展重叠关联迭代引擎算法(Mm-e PIE)和子像素上采样拓展重叠关联迭代引擎算法(Us-e PIE)这两种不同的混合态分解算法对实验数据进行处理。重建结果表明,不同来源的混合态效应(退相干效应)的分解结果在重建探针函数和重建样品函数中均得到了体现,两种混合态分解算法均能够显著改善重建图像的质量。其中多模式算法Mm-e PIE在消除入射探针的非相干效应方面更胜一筹。     

低压低干度自然循环流量漂移分析

在 5MW核供热堆全尺寸全参数模拟试验回路HRTL 5上进行的实验中 ,观察到在一定条件下系统发生静态流量漂移的同时 ,伴随动态流量振荡。本文总结了HRTL 5模拟试验回路上的实验研究结果 ,分析了低压低干度自然循环系统的特点、欠热沸腾和闪蒸的作用机理 ,较完整地描述了自然循环流量漂移的整个过程。分析结果表明 :1 )在自然循环系统中 ,欠热沸腾和闪蒸对流动稳定性具有重要作用 ;2 )自然循环流量漂移是一个长热工过程 ,动态振荡也可以发生在静态流量漂移过程中 ;3 )在静态流量漂移的发生、发展并向动态振荡转变的过程中 ,先是欠热沸腾占主导地位 ,然后逐渐转变为闪蒸占主导地位 ,最后主要表现为密度波振荡的形式。自然循环流量漂移对 5MW堆的设计、安全分析以及升级开发具有重要价值。