基于CFD的池式快堆多物理耦合分析方法研究

基于临界/次临界点堆中子动力学模型、燃料棒传热模型、热交换器和多孔介质等辅助热工水力模型，采用显式迭代和动态链接库技术（DLL），利用商用计算流体力学（CFD）程序FLUENT的用户自定义函数（UDF）实现中子动力学、燃料棒热传导等和快堆堆池冷却剂流动换热的耦合计算，开发池式快堆多物理耦合计算程序CFD/PF。采用CFD/PF开展小型自然循环铅铋快堆SNCLFR-10无保护超功率事故（UTOP）模拟，并与国际知名快堆多物理耦合分析程序SIMMR-III的计算结果开展Code-to-Code对比分析。研究结果表明:CFD/PF与SIMMER-III的分析结果吻合良好，耦合程序的开发取得了初步成功，可用于分析池式快堆堆池内的复杂三维流动和换热现象。      

基于决策树的堆芯物理参数预测研究

反应堆堆芯核设计涉及大量方案的搜索与详细计算，缩短方案搜索时间有利于提高核设计效率。数据挖掘技术通过对大量数据进行学习与模式识别，可实现核设计方案物理参数的快速预测，更快地筛选出可行的备选堆芯方案。本文基于数据挖掘的决策树4种算法：C4.5、RepTree、Random Forest及Random Tree，在计算时以燃料富集度、含可燃毒物燃料棒数量及含量作为自变量，以寿期内k_eff不均匀系数偏差（KUCD）、径向功率不均匀系数偏差（RPNCD）、径向中子通量不均匀系数偏差（RFNCD）、堆芯寿期（CL）作为目标函数，构成目标函数符合度（CPF），利用大量已知核设计参数的组件及堆芯设计方案作为数据挖掘训练集，构建数据挖掘模型，并用于对未知核设计参数的组件方案集合（测试集）进行CPF快速预测。结果表明，4种算法利用训练集构建数据挖掘模型的时间在0.6 s以内，各算法的交叉验证精度均在0.7以上，其中C4.5算法对CPF预测精度最高；对测试集方案的核设计参数预测中，单个方案的预测时间均在0.9 s以内，而Random Forest算法对CPF等于4的预测效果最好。     

双脱氢醋酸缩N,N′-二(3-氨基丙基哌嗪)Schiff碱的合成、表征及抑菌活性

以N,N′-二(3-氨基丙基)哌嗪、脱氢醋酸为原料,通过缩合反应合成了一种新双Schiff碱化合物双脱氢醋酸缩N,N′-二(3-氨基丙基)哌嗪,产率约81%,其结构经熔点、IR、UV、~1H NMR和~(13)C NMR表征。通过琼脂扩散抑菌法测定了原料及产物的抑菌性能,结果表明它们对大肠杆菌、金黄色葡萄球菌和枯草杆菌具有一定的抑菌活性。     

超长寿命小型自然循环铅铋快堆堆芯概念设计研究

以提高铅铋快堆的经济性与固有安全性为目标，开展100 MWt超长寿命小型自然循环铅铋快堆SPALLER-100概念设计，在选用PuN-ThN燃料和²⁰⁸Pb-Bi冷却剂的基础上，提出了一种添加固体慢化剂BeO的燃料组件设计方案，开展了堆芯布置研究和控制棒系统设计，分析了堆芯物理特性与稳态自然循环特性。结果表明：在低燃料装载量和小堆芯体积条件下，SPALLER-100堆芯换料周期达32 a，平均卸料燃耗高达210.38 MW·d/kg(HM)，整个寿期内的反应性系数均为负值。稳态运行工况下燃料包壳、芯块最大温度均小于安全限值，反应堆具备一回路自然循环能力和一定流量自动分配能力。     

小型自然循环铅冷快堆无保护最热组件局部堵流瞬态分析

铅冷快堆内液态重金属的腐蚀作用严重制约铅冷快堆技术发展。基于程序ATHLET建立100?MW小型模块化自然循环铅冷快堆SNCLFR-100一回路主冷却系统模型，对无保护最热组件局部堵流事故开展瞬态热工安全分析。结果显示，当阻塞率β达到0.6时，最热组件内冷却剂流量将降为额定流量的50%左右，而最热棒包壳最高温度将达到650℃。当β达到0.9时，最热组件内冷却剂流量将降为额定流量的12.6%左右，包壳最高温度将超过包壳材料熔点1400℃，此时最热组件内将出现包壳熔化现象。      

自然循环条件下倒U型管蒸汽发生器一次侧倒流现象关键影响因素研究

倒U型管蒸汽发生器（UTSG）在自然循环条件下存在倒流现象，影响一回路冷却剂系统载热能力及自然循环能力。本文参照芬兰压水堆热工实验装置（PWR PACTEL）中UTSG设计参数，利用计算流体力学（CFD）软件Fluent模拟流量匀速下降工况下UTSG中的倒流现象，研究一次侧运行参数、UTSG设计参数以及二次侧运行参数对于倒流现象的影响。结果表明，提高UTSG一次侧温度、一次侧运行压力、倒U型管热导率将增大UTSG的临界质量流量，使得UTSG更易发生倒流；提高UTSG二次侧给水量、二次侧温度以及倒U型管内壁粗糙度将使得UTSG临界质量流量下降，抑制倒流现象发生；而倒U型管壁厚对倒流现象几乎无影响；相较于改变二回路温度，改变一回路温度对于倒流现象的影响更为显著。本研究结果可为UTSG的参数优化提供一定参考。      

汽轮发电机组扭振引起疲劳损伤评价

传统PSCAD/EMTDC仿真中轴系采用简单集中质量模型,难以准确描述轴系扭振特性,并且无法获取局部动态响应过程。本文在PSCAD仿真中建立了轴系的多段集中质量模型模块,更加准确仿真机网耦合振荡过程并获得局部扭应力响应;建立联轴器的有限元模型,对于不同工况下螺栓和螺孔的受力情况进行分析。结果表明,对轴系疲劳分析过程中的S-N曲线进行修正,可以使得最终疲劳损伤评估计算结果更加准确。     

送风量对渗透式纤维空气分布系统送风特性影响的实验研究

采用现场实验的方法研究了送风量对渗透式纤维空气分布系统送风时表面空气流速和纤维空气分布系统空腔内部轴向空气压力分布的影响。实验结果表明：送风量对渗透式纤维空气分布系统对空气的“自整流”作用影响较小,与空气渗透流速大小成线形关系。随着送风量的增加,渗透式纤维空气分布系统空腔内部空气总压和静压值逐渐增加,静压增加梯度和动压衰减梯度越来越大,末端处静压复得现象愈明显。研究结果可为相应的数值模拟及工程设计提供参考。     

基于RELAP5和FLUENT的多尺度耦合分析方法研究

基于二次开发得到的铅冷快堆一维系统程序RELAP5_LEAD和三维计算流体力学程序FLUENT，利用动态链接库技术和FLUENT用户自定义函数，开发了多尺度耦合分析程序RELAP5/FLUENT。在单相范围内，分别利用耦合程序RELAP5/FLUENT开展简单铅冷串联管道的瞬态流动和传热模拟、简单铅冷闭式回路的瞬态流动模拟，并与RELAP5_LEAD计算结果开展Code-to-Code对比分析。研究结果表明，RELAP5/FLUENT计算结果与RELAP5_LEAD模拟结果吻合良好，耦合程序的开发取得了初步成功，可用于分析铅冷快堆堆内的复杂三维热工水力现象。     

紫外-可见及其二阶导数光谱法分析蓝黑墨水

可疑文件中蓝黑墨水字迹是法庭科学领域中常见的一类物证,其检测分析可为相关案件的侦破提供重要证据依据。本文利用紫外-可见及其二阶导数光谱法,以各样品的紫外-可见光谱原谱及紫外二阶导数谱图为依据对不同品牌或型号的蓝黑墨水进行了测定分析。结果发现大部分蓝黑墨水样品的紫外-可见光谱具有明显的差异性,可以根据光谱图中峰数、峰型、峰位以及相对峰高比的差异进行区分;对紫外-可见光谱相似的样品可以根据其紫外二阶导数光谱对其进行进一步的区分。这表明紫外-可见及其二阶导光谱法可以鉴别分析不同品牌的蓝黑墨水,从而为法庭科学领域中蓝黑墨水字迹的分析提供一个快速、准确、可行的分析方法。