【摘 要】
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以CLEAR-Ⅰ反应堆主容器为研究对象,基于ANSYSWorkbench仿真平台,根据模型及载荷的对称性,简化为二分之一对称模型.计算采用单向流固耦合方法,即首先使用流体计算软件Fluent模拟主容器内一回路自然循环,得出铅铋流动过程的温度场分布,然后将铅铋与主容器交界面的温度场分布传递固体力学计算模块Mechanical,在Mechanical模块中加载适当的边界约束条件,根据得出的温度场计算出
【机 构】
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中国科学技术大学核科学技术学院,合肥230026 中国科学院核能安全技术研究所,合肥230031;
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以CLEAR-Ⅰ反应堆主容器为研究对象,基于ANSYSWorkbench仿真平台,根据模型及载荷的对称性,简化为二分之一对称模型.计算采用单向流固耦合方法,即首先使用流体计算软件Fluent模拟主容器内一回路自然循环,得出铅铋流动过程的温度场分布,然后将铅铋与主容器交界面的温度场分布传递固体力学计算模块Mechanical,在Mechanical模块中加载适当的边界约束条件,根据得出的温度场计算出主容器的热应力大小,并根据材料的许用应力进行了初步的评价.热应力分析的结果为CLEAR-Ⅰ主容器及其他液态重金属自然循环冷却反应堆主容器应力评价提供参考.
其他文献
用有限元方法模拟了水力压裂和注水这两个过程,并对结果进行了分析讨论.模拟,考虑的基本物理过程是岩石骨架的应力平衡和孔隙流体的渗流流动,两者通过有效应力原理实现相互耦合.对于压裂问题,还用损伤力学方法模拟了裂缝的起裂和扩展.
旨在研究不同缝网结构对油藏的导流能力和油井的产量的影响.采用计算流体力学模拟,基质和裂缝流动满足达西定律,在界面处压力场与速度场进行耦合的研究方法,发现相同的压力边界条件下,不同的缝网结构中通过的流体流量不同,表明导流能力有差异.通过对油藏复杂裂缝网络的流动模拟,对整个压力场和速度场进行分析.
采用三维有限元方法计算钻杆自重生成的钻压值.在钻杆和井壁之间设置了摩擦接触判断和接触点对.这样就可以准确计算钻杆全长沿井轴方向的摩擦力引起的钻压变动.在钻杆全长的力学行为三维有限元计算中,还考虑了干的屈曲问题.
为了降低高瓦斯煤层中瓦斯气体的含量,采用水力压裂改变煤层应力分布,迫使吸附于煤岩的瓦斯解吸并释放.首先基于煤岩体变形与瓦斯渗流基本理论对煤层裂缝中瓦斯渗流进行了分析,在此基础上利用RFPA2D-Flow有限元软件对煤层气井的产气量进行了数值分析.
就石油石化、核工业装备中的管束与轴向流多物理场耦合进行了研究.建立了横向振动条件下管束与轴向流的多场耦合瞬态动力学模型,推导了多圆柱耦合界面、多物理量的迭代格式,给出了收敛判断准则,解决了管束之间迭代物理量的修正与迭代收敛问题,采用分布式PC机求解技术,实现了管束与轴向流介质的多界面多场耦合数值计算.
依据连续油管工作状态,设计专用的连续油管疲劳寿命装置和试件.对2-3/8"连续油管进行了疲劳寿命实验,得到了不同循环次数下连续油管椭圆度、壁厚变化值,基于数学回归方法拟合出椭圆度及壁厚随循环次数计算公式,给出基于椭圆度及壁厚参数的低周疲劳寿命公式.
将胶筒变形分为自由变形、单向约束变形和双向约束变形3个阶段,应用弹性力学理论,建立不同弹性模量胶筒组合的变形理论公式,进行不同状态下胶筒的受力变形分析,提出以胶筒和套管接触应力与管柱内外压差的比值——密封系数作为封隔器座封判别条件.
针对所设计的一款新型液流脉动衰减器,通过数值仿真软件FLUENT分别建立直管管路和包含衰减器管路的二维非稳定流动模型,对比研究衰减器的衰减效果.针对模拟结果,研究衰减器的衰减机理和规律,探究影响衰减效果的主要因素.并通过改变模拟条件计算不同频率下衰减器的液流脉动衰减性能.
以热采井套管圆螺纹和偏梯形螺纹为研究对象,考虑预紧力、轴向力以及温度等载荷,将螺纹连接简化成轴对称结构,建立了热采井套管连接螺纹的接触非线性有限元模型.在260℃,400℃两种热采工况条件下,进行两种螺纹接触非线性有限元计算,分析了螺纹接触热应力及接触压力.
基于双向流固耦合方法,在ANSYS Workbench仿真环境下利用结构瞬态动力学计算模块和计算流体动力学软件CFX进行了CLEAR-Ⅰ主容器简化模型的地震响应分析,通过比较k-ε模型(k-Epsilon)和层流模型(None(laminar))两种湍流模型,依据得到的典型地震加速度激励下主容器的变形、应力等响应,探讨了液态重金属流固耦合效应对容器结构的影响,为CLEAR-Ⅰ主容器和其他涉及流固耦