三角形排列的紧密栅元棒束内流动行为的数值模拟

对三角形排列紧密栅元通道内的空气湍流流动进行了数值研究,系统考察了涡粘性和雷诺应力两类湍流模型模拟紧密栅元通道内流动特征的适用性.结果表明:SSG雷诺应力模型对流动有较好的模拟,这说明湍流各项异性的模拟在紧密栅元中十分重要;不同雷诺数和几何结构下的模拟显示,二次流的大小和雷诺数的相关性不大.但随着棒间距和棒径比(P/D)的增大,二次流减小.     

平板降膜流动统计规律的实验研究

在WABREC实验台架上,对水膜雷诺数在50～900的范围、水膜垂直流下平板的流动特性进行实验研究,重点讨论平板降膜的膜厚、膜厚的概率密度函数和降膜的表面波动速度的统计规律.实验结果表明,水膜厚度存在两个明显的转捩点,水膜的平均厚度大于水膜层流底层的厚度,水膜厚度实验数据与理论关系式以及其他实验的结果吻合较好.     

稠密栅元不同子通道内湍流流动的RANS和URANS模拟

本工作采用RANS和非稳态雷诺平均纳维斯托克斯模拟（URANS）方法对稠密栅元内典型子通道——中心通道和壁面通道内的湍流流动进行CFD模拟。研究分析了稠密栅元子通道内的不同周向角度的主流速度、壁面剪应力、湍动能等参数。将模拟计算结果和实验测量结果进行对比,结果表明：RANS模拟在采用各向异性的湍流模型的情况下能较好地模拟P/D较大的稠密栅元通道,但对于P/D较小（P/D<1.1）的稠密栅元通道,CFD结果和实验数据存在较大差距。相比之下,URANS方法可模拟紧密栅元子通道间隙区的大尺度、准周期的流动振动,从而和实验数据拟合良好。推荐采用雷诺应力湍流模型(SSG,ORS)进行RANS模拟,而采用SAS湍流模型进行URANS模拟。     

7棒束紧密栅元流体流动传热数值研究

紧密栅元内的流体流动传热研究对高转化比反应堆燃料组件的优化有十分重要的意义。本文采用CFD方法对7棒束紧密栅元棒束通道内流体流动传热现象进行了数值模拟,并与7棒束紧密栅元内氟利昂流体传热的实验结果进行对比分析,详细分析了定位格架对棒束内流体传热流动的影响。结果表明：数值计算所得的非加热棒的壁面温度和实验吻合良好,定位格架的存在对其下游流体流动、棒束最高温度分布及交混系数有明显的影响,棒束某些位置因流动滞止导致温度大幅上升,在设计中应加以注意。     

竖直平板降水膜表面波波动特性实验研究

设计与搭建了大尺寸水膜稳定性实验台,并进行竖直平板上降水膜表面波波动特性实验研究。实验中水膜雷诺数Re的范围为20～1200。借助电容式水膜测厚仪和高速摄像仪对水膜表面波形态、波幅、波速和波频等过程参数进行测量与分析。实验结果表明：中低水膜Re条件下孤波振幅、弧波波速分别与水膜Re成正比;孤波频率与水膜Re成弱相关性,入口扰动条件与初始轮廓对孤波频率的影响远大于水膜Re的影响。     

平板过冷流体降膜流动传热特性的数值研究

本文采用电容探针和高速摄像对沿大平板垂直下降液膜的表面波进行了实验测量。根据实验数据对两种典型的波形建立模型。数值计算假设降膜表面波形状不变,且忽略空气对降膜表面的剪应力,对过冷降膜表面波内部的流动和传热特性进行了计算。研究表明：表面波内部液膜的二次涡流对过冷降膜的换热有重要影响。而大波幅的表面波对于换热的增强主要由两方面的效应构成：表面波内部的对流和二次涡流;二次涡流携带大量质能,从而对等效膜厚的减小作用。     

紧密栅元棒束通道内的传热流动数值模拟

对紧密栅元棒束中心通道和壁面通道内空气的传热流动行为进行了数值研究;结合实验数据对壁面温度、剪应力、流体温度和速度以及湍动能等参数进行了分析.结果表明:随着节径比(PID)的减小,紧密栅元棒束通道内参数的不均匀性会增加,在通道的间隙区会出现壁面温度的峰值.在紧密栅元组件的设计中应该考虑这种间隙区的高温点分布;通道壁面的...     

广义非能动流体控制单元的设计及试验研究

针对广义非能动流体控制单元( GPFC)在核电厂大容量非能动安全壳冷却系统的设计和试验进行研究,结果表明,GPFC运行可靠,可实现冷却水喷淋流量的精确非能动控制.     

竖直平板水膜表面波演化行为实验研究

设计与搭建了大尺寸水膜稳定性实验台,并进行了竖直平板上降水膜表面波过程参数演化实验。实验中水膜Re的范围为300~1 350。借助高频电容式水膜测厚仪和高速摄像仪等测量设备对水膜表面波速率、波长、频率等参数随平板沿程位移增加的演化行为进行了测量与分析。实验结果表明：中低水膜Re条件下表面波运动速率、波长和频率与沿程位移弱相关;同时,在仔细观察整个小波交融现象演化过程的基础上,对小波交融特征进行了总结。     

平板降膜波动形态的数值研究

采用电容探针和高速摄像对水膜垂直流下平板的波形进行实验测量。根据实验数据对两种典型的波形建立模型并进行数值计算来研究降膜表面波的内部结构。数值计算假设降膜表面波形状不变且忽略空气对降膜表面的剪应力，得到了表面波内部的速度分布和壁面剪应力的分布。数值计算得到的波速和实验测量值吻合良好。在一种大波幅的波形内部发现回流的现象。