| 聚变堆偏滤器拓扑优化设计与稳态热分析 |
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| 引用本文： | 张小强,鲁碧为,刘家琴,吴玉程.聚变堆偏滤器拓扑优化设计与稳态热分析[J].工程设计学报,2023(5):601-607. |
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| 作者姓名： | 张小强 鲁碧为 刘家琴 吴玉程 |
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| 作者单位： | 1. 合肥工业大学材料科学与工程学院;2. 合肥中科重明科技有限公司;3. 合肥工业大学工业与装备技术研究院;4. 合肥工业大学有色金属与加工技术国家地方联合工程研究中心;5. 合肥工业大学先进能源与环境材料国际科技合作基地 |
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| 摘 要： | 为了提高聚变堆偏滤器的冷却能力，以满足其高温服役性能需求，基于一体化增材制造技术，以换热量最大为设计目标，采用变密度法对偏滤器中的W/Cu模块进行拓扑优化设计和模型重构，并采用大型商用仿真软件对拓扑优化后的W/Cu模块进行有限元数值模拟及温度场、应力场计算。结果表明，在10 MW/m2稳态热流密度条件下，拓扑优化后W/Cu模块的最高温度降低了108.5℃，仅为512.3℃；W/Cu模块界面处的最大热应力下降了264.2 MPa，仅为486.5 MPa，说明应力分布得到明显改善；W/Cu模块的总变形和弹性应变均大幅减小。该拓扑优化结构的应用可大大提升聚变堆偏滤器实现低成本、高效率、高可靠性的一体化增材制造的可行性。
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| 关 键 词： | 聚变堆 偏滤器 增材制造 W/Cu模块 拓扑优化 稳态热分析 |
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