3. CFD在核反应堆热工安全分析中的应用研究
发布时间：2014-01-19 14:42:05 点击：
利用商用软件CFX/FLUENT展开如下研究：
- 带定位格架的复杂棒束通道内流场和温度场模拟，重点研究格架结构对流动阻力、换热系数及过冷沸腾的影响；
- 对液态金属冷却ITER-TBM包层内液态钠的温度场及流场进行数值模拟，得到层流、湍流情况下的液钠换热能力与压降损失的关系；
- 针对阳江核电厂，采用流固耦合方法，对堆腔进行实体建模，分析堆腔注水对通风系统的影响，优化堆腔通风系统管道布置情况；
- 采用多孔介质方法对立式U型管自然循环蒸汽发生器二次侧三维两相流场和温场进行计算，通过引入局部阻力、分布阻力、分布热源、多孔阶跃边界等概念，添加相变模型及湍流模型，得到管束内、外的单相、两相流场，并进行简单的流致振动分析；
- 采用多孔介质方法对先进压水堆核电厂中非能动余热排出热交换器（PRHRHX）二次侧三维两相自然对流换热特性进行了数值模拟分析。得到运行工况下PRHRHX的余热排出能力以及安全壳内置换料水箱中的热分层现象。
- 基于CFD方法对压水堆压力容器下封头内流量分配转置进行结构优化研究。
- 采用流固耦合技术，对聚变裂变混合堆包层进行设计计算，完成包层内的热工水力及包壳材料热应力的双向耦合计算，得到聚变包层材料的热应力分布情况；
- 基于CFD方法对钠冷快堆事故余热排出系统进行全系统全尺寸瞬态分析研究。
- 基于欧拉两相流模型，采用RPI壁面热流密度模型对燃料组件内过冷沸腾和CHF现象进行数值模拟研究。
- 采用动网格技术对对冲止回阀的开启及关闭过程进行模拟，得到该过程中阀内流体的流动现象；
- 采用离散相模型，分析稳压器内喷淋头喷淋特性，获得喷雾颗粒尺寸及分布特性，为喷淋效果分析提供输入条件；
- 采用组分输运模型及冷凝模型对安全壳内通风流量、水蒸气的扩散和冷凝进行计算，获得安全壳内总体湿度、温度分布。
- 开展CFD方法与堆芯物理分析程序的耦合研究。
采用自自主开发CFD计算分析程序方面：
- 基于二维SIMPLE算法，完成钠钾合金高效热管热工特性分析；
- 基于三维SIMPLE算法完成熔盐堆三维热工-物理耦合分析，得到熔盐堆内熔盐流动、功率及中子通量分布；
- 基于三维同位网格及无网格算法，获得磁流体流动特性。基于这些研究掌握了CFD应用于复杂结构和特殊模型的使用经验；
- 利用半隐式移动离子法(Moving Particle Semi-implicit method, MPS)建立汽泡模型，研究汽泡在纳米流体中的生长、脱离等动态特性及纳米流体增强CHF能力。
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