新型栅元湍流流动及涡结构数值模拟

本文利用非稳态雷诺平均模拟(URANS)对非均匀壁厚新型栅元中的准周期性大尺度涡结构和湍流流动特性进行了模拟和分析。结果表明:新型栅元的对流换热能力优于传统栅元的;增加周向角可强化涡结构强度;随周向角的增大,新型栅元摩擦阻力系数呈现先减小、后趋于恒定的变化趋势,而传热系数则会在达到极小值后略有上升。     

基于分数Maxwell模型对摇摆条件下流体流动特性的理论分析

针对初始速度为零的流体,利用分数Maxwell模型对摇摆条件下圆管内的流体流动特性进行了理论分析。推导出了摇摆条件下的流体流动速度表达式。分析了摇摆运动对非牛顿流体和牛顿流体流动速度的影响和速度峰值与管壁处的速度梯度的变化规律。与非牛顿流体相比,牛顿流体受摇摆运动的影响更加平均。管壁处速度梯度变化规律与速度峰值变化规律相类似,二者波动周期均为摇摆周期的一半。     

摇摆条件下非能动余热排出系统运行特性的试验研究

在摇摆台架上对摇摆条件下的非能动余热排出系统运行特性进行了试验研究。分析了摇摆运动对非能动余热排出系统各主要参数的影响,并对摇摆条件下的重位压降和附加压降对流速的影响进行了理论分析。在摇摆过程中,各参数的波动周期与摇摆周期一致,摇摆幅度越大,各主要参数波动越剧烈;凝水流量平均值与凝水温度变化趋势相同,冷却水进出口温差平均值有所差异,但其波动幅度却相差不大。蒸汽压力和凝水温度在摇摆过程中无波动。附加压降会使流速不断变化,但不会对平均流速产生影响,平均重位压降降低是造成平均流速减小的1个原因。     

摇摆条件下热工水力程序的研制与验证

在RELAP5/MOD3.3程序的基础上,通过添加计算摇摆因素的模块和引入新的流动传热模型以对原程序进行修正,从而建立了摇摆条件下的热工水力分析程序。利用实验结果对理论模型和程序计算结果进行了校核和验证。结果表明：本文采用的流动传热模型可准确计算出摇摆条件下的摩擦阻力系数和传热系数,建立的热工水力分析程序也可对摇摆条件下的热工水力系统进行模拟。     

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,...     

摇摆条件下典型通道间湍流的流动传热特性

利用Fluent软件分析了摇摆条件对典型四棒束间的湍流流体流动和传热特性的影响机理。摇摆运动会对棒束间流体的流动传热特性产生一定影响,但不会对绝热通道与加热通道内流体流动相似性产生影响。而当摇摆幅度较大时,径向附加力会使通道横截面上的参数分布发生显著的变化,进而影响流体的流动与传热特性。在摇摆条件下,随着P/D（棒间距/棒直径）的逐渐减小,尤其是小于1.1时,典型棒束间流体的流动传热特性发生明显变化。     

摇摆条件下子通道内湍流流体的数值分析

利用FLUENT软件分析了摇摆条件对典型四棒束间的湍流流体流动和传热特性的影响机理。摇摆运动会对棒束间流体的流动传热特性产生一定影响。RSM模型可以很好地描述摇摆条件下子通道内的参数分布。摇摆周期变化带来的径向附加力的变化不会对摩擦阻力系数、传热系数和Reynolds应力产生影响。在摇摆条件下,摩擦阻力系数、传热系数和Reynolds应力呈周期性变化,但最大摩擦阻力系数所在时刻并不固定,而最大传热系数却始终是在流速最大的时刻。     

稳压器在船用核反应堆舱室散热的模拟研究

运用CFD方法,对稳压器在船用核反应堆舱室的散热进行研究,得到了舱室内温度场的空间分布特征,分析了不同舱室温度、不同船体倾角下的散热情况;结果表明：船体倾角对散热影响不大,但舱室温度对散热影响较大;舱室温度越低,倾角越小,散热量越大。     

摇摆条件下圆管内的摩擦阻力模型

对摇摆条件下的层流和湍流流体的受力特性进行了分析。从Navier Stokes方程出发建立了摇摆条件下层流和湍流流体的流动模型,推导出了摇摆条件下圆管内层流和湍流流体的速度表达式和摩擦阻力系数表达式。分析了摇摆条件对流体流动特性的影响机理。将理论模型与实验结果进行了比较验证,两者较为吻合。     

摇摆条件下矩形通道内层流传热特性的数学分析

对摇摆条件下矩形通道内的层流特性进行了理论分析。推导出摇摆条件下的速度和温度关系式,并由此得到传热系数关系式。Nu的平均值与位置有关;瞬时Nu的波动振幅随Pr的增加而增加;瞬时Nu与摇摆运动之间的相位差为45°。