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核工业人工智能科学计算新范式研究与展望 被引量：1
1
作者 刘东 田文喜 +4 位作者 刘晓晶 郝琛 彭航 于洋 肖聪 《核动力工程》 北大核心 2025年第2期1-13,I0003,共14页
科学计算在核工业整个技术体系中发挥着至关重要的作用,从核基础数据库的建立,到核能工程的设计、分析、验证、运行,乃至燃料后处理与反应堆退役,科学计算扮演着关键角色。传统上,工业领域的科学计算范式主要是基于实验测量数据建模的... 科学计算在核工业整个技术体系中发挥着至关重要的作用,从核基础数据库的建立,到核能工程的设计、分析、验证、运行,乃至燃料后处理与反应堆退役,科学计算扮演着关键角色。传统上,工业领域的科学计算范式主要是基于实验测量数据建模的统计学方法,以及求解微/积分方程为代表的数值计算方法。随着新一代人工智能技术的发展,利用人工智能方法进行科学计算,正在逐渐发展成为一种新的科学计算范式。本文介绍了这一新兴技术领域的基本原理与主要特征,重点围绕核工业的特点,总结了当前已有研究工作的情况,并对照传统方法,分析了人工智能科学计算方法的优缺点。最后,展望了这种智能计算方法未来在核工业领域的技术发展趋势与潜在应用模式,给出了推动核工业人工智能科学计算新范式发展的建议。 展开更多
关键词 核工业 人工智能 科学计算 数据驱动 智能计算方法
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弥散型板状燃料局部熔化事故的演化机理研究
2
作者 丁文杰 黄洪文 +3 位作者 郭海兵 高娇 王少华 马纪敏 《核动力工程》 北大核心 2025年第S1期213-219,共7页
为掌握板状燃料熔化事故演化过程,防止堆芯燃料持续熔化扩展,以典型板状燃料研究堆JRR-3M为对象,采用流体体积(VOF)法与焓-多孔介质法相耦合,对相邻流道堵塞后弥散型板状燃料局部熔化与熔融物迁移过程展开模拟。模拟结果表明:局部熔化... 为掌握板状燃料熔化事故演化过程,防止堆芯燃料持续熔化扩展,以典型板状燃料研究堆JRR-3M为对象,采用流体体积(VOF)法与焓-多孔介质法相耦合,对相邻流道堵塞后弥散型板状燃料局部熔化与熔融物迁移过程展开模拟。模拟结果表明:局部熔化事故的演化过程分为升温、熔化、迁移、凝固4个阶段,其中,迁移阶段的时间极短,持续不足3 s,但对事故扩展起决定性影响;迁移阶段,熔融物以底部聚集和中部液滴溅射两种方式迁移至相邻燃料板上,在被相邻燃料板充分冷却后,开始凝固;高温熔融物在接触相邻燃料板后,会导致相邻燃料板冷却壁面的温度迅速上升至500~600 K,远超冷却剂沸点,使相邻燃料板存在被烧毁的风险。该模拟方法与结果可为板状燃料堆芯熔化事故的安全分析提供支持。 展开更多
关键词 板状燃料 熔化事故 演化机理 数值模拟
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低流速下绕丝棒束轴向和横向压力分布的实验研究
3
作者 周志伟 李虹锐 +2 位作者 薛秀丽 曾泽华 罗锐 《原子能科学技术》 北大核心 2025年第10期2311-2318,共8页
为了探究绕丝棒束组件层流和过渡流时摩擦阻力压降和横向压力分布特性,使用改进液柱测压方法,测量了37棒有机玻璃绕丝棒束组件雷诺数Re_(b)为55~1290时轴向摩擦阻力和两个横截面的压力分布。实验结果显示,组件从局部流域流动出现层流向... 为了探究绕丝棒束组件层流和过渡流时摩擦阻力压降和横向压力分布特性,使用改进液柱测压方法,测量了37棒有机玻璃绕丝棒束组件雷诺数Re_(b)为55~1290时轴向摩擦阻力和两个横截面的压力分布。实验结果显示,组件从局部流域流动出现层流向过渡流转捩开始,Re_(b)需经过250~750的增加,才会观察到摩阻系数开始大幅偏离层流摩阻系数关系式;横截面的边子通道压力以绕丝前缘120°的径向线为中心呈现近似对称分布。研究结果表明,绕丝棒束组件层流向过渡流的转捩是在一个大的Re_(b)范围内完成的,通过视觉检查摩阻压降、摩阻系数来确定临界雷诺数Re_(b)L的方法误差较大;各边子通道之间的压力差与子通道间横向流速的动压呈正比。 展开更多
关键词 绕丝棒束 摩擦阻力 横向压力分布 层流 过渡流
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基于快堆堆芯中子学计算软件MOSASAUR的物理-热工耦合计算方法研究
4
作者 张斌 王连杰 +1 位作者 娄磊 赵晨 《原子能科学技术》 北大核心 2025年第3期656-665,共10页
为满足快堆堆芯稳态及瞬态分析计算,本文在铅冷快堆堆芯中子学计算程序MOSASAUR的基础上,开展了物理-热工耦合计算方法研究。MOSASAUR程序是基于确定论两步法计算策略,由截面生成、能谱修正、堆芯计算及不确定性分析4个模块组成。本文... 为满足快堆堆芯稳态及瞬态分析计算,本文在铅冷快堆堆芯中子学计算程序MOSASAUR的基础上,开展了物理-热工耦合计算方法研究。MOSASAUR程序是基于确定论两步法计算策略,由截面生成、能谱修正、堆芯计算及不确定性分析4个模块组成。本文采用刚性限制法求解三维时空动力学方程,拓展了MOSASAUR中堆芯计算中的瞬态分析能力;基于子通道程序COBRA-YT扩展了其对液态金属冷却反应堆的热工水力计算能力,并与MOSASAUR耦合,作为热工反馈模块;采用不动点迭代法耦合了物理中子场及温场,最终形成了快堆堆芯稳态及瞬态的物理热工耦合计算。本文采用LMW基准题和ORAL19棒束问题分别对三维时空动力学计算和热工水力计算进行了模块验证;基于MicroURANUS堆芯进行了堆芯稳态及瞬态耦合计算的验证。数值结果显示,基于快堆堆芯中子学计算程序MOSASAUR的多物理耦合计算具有较高的计算精度。 展开更多
关键词 多物理耦合 铅冷快堆 瞬态分析 热工水力计算 MOSASAUR
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基于统一耦合框架的压水堆堆芯瞬态特性多物理耦合计算方法
5
作者 曾未 王杰 +3 位作者 王啸宇 李治刚 潘俊杰 汤琪芬 《原子能科学技术》 北大核心 2025年第S2期272-282,共11页
通过反应堆堆芯行为精准分析,释放传统设计裕量提升核电厂经济性,是当前反应堆设计研发的重点研究方向。本文基于多物理耦合框架MORE开发了堆芯物理热工耦合计算程序,提出Picard迭代做初值的JFNK混合迭代方法对耦合计算过程进行加速,通... 通过反应堆堆芯行为精准分析,释放传统设计裕量提升核电厂经济性,是当前反应堆设计研发的重点研究方向。本文基于多物理耦合框架MORE开发了堆芯物理热工耦合计算程序,提出Picard迭代做初值的JFNK混合迭代方法对耦合计算过程进行加速,通过相关基准题测试表明,JFNK算法具有显著的加速特性,NEACRP弹棒基准题采用混合迭代算法相对Picard方法收敛速率最大提升超9倍,计算结果与基准值符合较好。利用耦合计算软件开展华龙一号弹棒事故分析计算,寿期初满功率下弹棒事故后功率峰值较传统计算方法下降8.8%以上。本文方法为提升反应堆功率提供理论及工具支撑。 展开更多
关键词 多物理耦合框架 堆芯行为 功率提升
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序言 人工智能技术在反应堆热工水力中的应用
6
作者 谭思超 《原子能科学技术》 北大核心 2025年第7期I0001-I0002,共2页
在核能技术革新进程中,反应堆热工水力研究始终是保障核安全与提升能效的关键基石。随着人工智能技术的迅猛发展,这一传统学科正迎来深刻变革。人工智能与反应堆热工水力的结合为该领域带来了新的研究范式和更为广阔的应用前景。反应堆... 在核能技术革新进程中,反应堆热工水力研究始终是保障核安全与提升能效的关键基石。随着人工智能技术的迅猛发展,这一传统学科正迎来深刻变革。人工智能与反应堆热工水力的结合为该领域带来了新的研究范式和更为广阔的应用前景。反应堆热工水力涉及多物理场强耦合、非线性动态过程以及海量高维数据交互,传统研究方法在极端工况模拟、瞬态行为精确预测等方面存在局限。凭借强大的数据驱动建模、模式识别与自主学习能力,人工智能技术为解决这些难题提供了新的途径。机器学习、深度学习和强化学习等技术均凭借各自优势在反应堆热工水力领域展现了显著的应用潜力。 展开更多
关键词 模式识别 反应堆热工水力 人工智能技术
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阀门密封面裂纹泄漏率计算方法研究 被引量：1
7
作者 曹玉明 赵刚 +4 位作者 方正 李玉环 周犊 刘文师 王正 《核动力工程》 北大核心 2025年第1期136-142,共7页
在核动力系统的运行过程中,由于热载荷和疲劳载荷的作用,阀门密封面可能产生裂纹,并导致泄漏发生,甚至出现更严重的后果。因此研究阀门密封面裂纹的泄漏率将提高反应堆的安全性。本文以Henry-Fauske临界流动模型为基础,同时考虑泄漏过... 在核动力系统的运行过程中,由于热载荷和疲劳载荷的作用,阀门密封面可能产生裂纹,并导致泄漏发生,甚至出现更严重的后果。因此研究阀门密封面裂纹的泄漏率将提高反应堆的安全性。本文以Henry-Fauske临界流动模型为基础,同时考虑泄漏过程中的阻力,形成一套用于计算不同工况(高温水及饱和蒸汽)下阀门密封面裂纹泄漏率的计算方法。最后根据实际工况搭建裂纹泄漏率测量实验平台,并将实验测量的泄漏率与理论模型计算的泄漏率进行比较来验证本文提出的泄漏率计算方法的准确性。经过实验与理论的比较,本文提出的裂纹泄漏率计算方法能够较为准确地预测阀门密封面裂纹泄漏率,有较好的实际应用价值。 展开更多
关键词 核动力系统 阀门密封面 裂纹 泄漏率 计算方法 泄漏率测量
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基于机器学习的控制棒驱动机构传动副磨损寿命预测研究 被引量：1
8
作者 肖聪 刘承敏 +4 位作者 罗英 彭航 李维 张志强 黄擎宇 《核动力工程》 北大核心 2025年第2期209-216,共8页
控制棒驱动机构(CRDM)是反应堆内唯一具有相对运行的设备单元,可快速调节反应堆反应性,对反应堆安全运行十分重要,磨损是影响CRDM传动副功能失效的主要因素,直接决定其使用寿命。本文通过CRDM传动副磨损实验,发现传动副主要磨损形式有3... 控制棒驱动机构(CRDM)是反应堆内唯一具有相对运行的设备单元,可快速调节反应堆反应性,对反应堆安全运行十分重要,磨损是影响CRDM传动副功能失效的主要因素,直接决定其使用寿命。本文通过CRDM传动副磨损实验,发现传动副主要磨损形式有3种:磨粒磨损、疲劳磨损和氧化磨损,同时发现当传动副顶部区域磨损体积比达16.46%时,CRDM出现滑棒,可判定此刻转动部件出现了磨损失效,将此刻的磨损体积值作为传动副的失效阈值。在获得传动副磨损体积数据和外部振动信号后,本文构建了内部磨损体积与外部振动信号的关联关系,并通过外部振动信号,基于支持向量回归(SVR)、卷积神经网络(CNN)、长短期记忆网络(LSTM)3种机器学习算法,分别构建了CRDM传动副寿命预测模型,通过对比分析认为,在预测精度上LSTM模型优于CNN模型优于SVR模型,在计算效率上SVR模型优于CNN模型优于LSTM模型。 展开更多
关键词 控制棒驱动机构(CRDM) 传动副 磨损 剩余寿命
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基于改进DMD和LSTM的铅铋快堆上腔室热分层降阶分析模型研究 被引量：1
9
作者 温从义 邓俊杰 +2 位作者 刘紫静 李卫 赵鹏程 《核技术》 北大核心 2025年第4期139-149,共11页
事故紧急停堆后铅铋快堆上腔室发生的热分层现象对堆内结构完整性和自然循环余热排出能力具有显著影响。基于计算流体动力学(Computational Fluid Dynamics,CFD)方法开展热分层现象研究,存在计算资源开销大、耗时长等问题,而现有的标准... 事故紧急停堆后铅铋快堆上腔室发生的热分层现象对堆内结构完整性和自然循环余热排出能力具有显著影响。基于计算流体动力学(Computational Fluid Dynamics,CFD)方法开展热分层现象研究,存在计算资源开销大、耗时长等问题,而现有的标准动态模态分解(Dynamic Mode Decomposition,DMD)方法对热分层现象的预测效果不佳。本文首先基于CFD程序FLUENT得到高精度全阶快照;然后在截断DMD的基础上,依据特征频率压缩时间步样本,并结合长短期记忆(Long Short-Term Memory,LSTM)神经网络构建热分层降阶模型。通过与CFD全阶热分层模拟对热分层现象进行对比分析,该热分层降阶模型能较好地模拟上腔室温度分布、实现对热分层现象的快速预测。 展开更多
关键词 动态模态分解 长短期记忆神经网络 铅铋快堆上腔室 热分层 温度振荡
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考虑预旋特性的核主泵叶片安放角修正策略 被引量：1
10
作者 黎义斌 牛藤 +3 位作者 周欢 杨从新 郭艳磊 王秀勇 《西华大学学报(自然科学版)》 2025年第2期1-10,共10页
为探究进口预旋特性对核主泵叶轮流场的影响,以“华龙一号”反应堆一回路系统为研究对象,通过数值仿真分析,提出叶轮叶片安放角修正策略。结果表明:主泵进口产生反向旋流,并沿流动方向旋流规律性增强;靠近叶轮进口时形成较为稳定的负预... 为探究进口预旋特性对核主泵叶轮流场的影响,以“华龙一号”反应堆一回路系统为研究对象,通过数值仿真分析,提出叶轮叶片安放角修正策略。结果表明:主泵进口产生反向旋流,并沿流动方向旋流规律性增强;靠近叶轮进口时形成较为稳定的负预旋,该预旋的螺旋角范围在-15°~13°之间,平均旋流强度为3.5°;预旋作用增大了液体的入流角度,入流角增大后液体流动方向向工作面偏转,加剧了工作面上进口处的分离流损失。根据确定的进口速度矩的值0.2,对叶轮叶片进口安放角进行调整,调整后消除了叶片前缘的流动分离现象,同时对应调整叶片出口角,调整后提高了叶轮的压能转化效率。 展开更多
关键词 核主泵 管路系统 预旋特性 叶片安放角
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蒙特卡罗粒子输运方法及应用研究
11
作者 邓力 李刚 +8 位作者 张宝印 李瑞 张玲玉 付元光 刘鹏 马彦 史敦福 王鑫 秦桂明 《核动力工程》 北大核心 2025年第3期1-17,共17页
蒙特卡罗(MC)粒子输运方法应用概率论随机理论与数理统计知识开发相应程序,并借助计算机工具帮助核领域解决各种粒子输运物理问题。经过70多年的发展,MC粒子输运方法理论和算法已经逐步成熟,先后诞生了多代多个程序软件,在核辐射屏蔽、... 蒙特卡罗(MC)粒子输运方法应用概率论随机理论与数理统计知识开发相应程序,并借助计算机工具帮助核领域解决各种粒子输运物理问题。经过70多年的发展,MC粒子输运方法理论和算法已经逐步成熟,先后诞生了多代多个程序软件,在核辐射屏蔽、核反应堆堆芯临界安全分析、核探测及核医学等传统领域广泛应用。本文从MC粒子输运的理论基础介绍开始,给出了MC方法求解积分形式中子输运方程的中子通量密度公式,以及中子通量密度响应量的计算方法,同时概述了求解输运方程的确定论方法分类,介绍了MC粒子输运方法发展历程和计算应用经历的阶段,以及国内外重要的MC粒子输运分析软件,还有近期国际上采用图形处理单元(GPU)技术发展MC粒子输运软件的方向和进展。同时对自主研制的MC粒子输运软件JMCT的功能和特色进行系统性介绍。 展开更多
关键词 蒙特卡罗(MC)方法 粒子输运 并行计算 JMCT 人工智能
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人工智能算法在核反应堆热工水力预测分析中的初步探索
12
作者 章静 王明军 +2 位作者 田文喜 苏光辉 秋穗正 《核动力工程》 北大核心 2025年第2期127-140,共14页
人工智能算法快速预测、自学习与强泛用性的优势已应用于解决核反应堆热工水力现象和机理复杂的问题,包括热工水力参数预测、热工安全分析程序优化与计算流体动力学(CFD)效率提升等。本文回顾了人工智能算法在流型、沸腾换热及临界流等... 人工智能算法快速预测、自学习与强泛用性的优势已应用于解决核反应堆热工水力现象和机理复杂的问题,包括热工水力参数预测、热工安全分析程序优化与计算流体动力学(CFD)效率提升等。本文回顾了人工智能算法在流型、沸腾换热及临界流等热工水力参数预测研究现状,针对严苛运行条件下机理不明、预测范围局限性问题,基于人工智能非线性快速预测优势扩展分析范围与精度;针对热工分析程序受限于参数模型的问题,利用人工智能自学习、自适应与极强泛用性优势,通过模型校准及数据同化技术提升复杂现象参数识别能力与预测性能;基于模型降阶与快速预测,提高热工水力物理场复杂现象参数的计算效率和多维复现重构能力。提出人工智能算法在反应堆系统大型关键设备全寿期准确预测、液态金属快堆等新型先进反应堆的加快设计迭代、跨尺度多物理场复杂交互的加速优化的未来应用前景。 展开更多
关键词 人工智能 核反应堆热工水力 计算流体动力学(CFD) 热工水力参数预测 安全分析程序
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二次开发的RELAP5在倾斜条件下对PRS运行分析的适用性研究
13
作者 郝承明 赵京 +6 位作者 汪涛 梁铁波 汪宇 徐慧天 孙燕 喻巧 张皓 《核技术》 北大核心 2025年第3期136-144,共9页
为验证经二次开发后的RELAP5程序在倾斜条件下的适用性,基于缩小比例的反应堆二次侧非能动余热排出系统(Passive Residual Heat Removal System,PRS)实验装置,开展了倾斜角度为−24°~+24°的工况下的余热排出实验。在此基础上,... 为验证经二次开发后的RELAP5程序在倾斜条件下的适用性,基于缩小比例的反应堆二次侧非能动余热排出系统(Passive Residual Heat Removal System,PRS)实验装置,开展了倾斜角度为−24°~+24°的工况下的余热排出实验。在此基础上,使用二次开发后的RELAP5程序对实验工况进行了模拟计算,利用实验数据验证其适用性,并进行了进一步对比分析。研究结果表明:二次开发后的RELAP5程序能有效预测倾斜条件下系统运行特性的变化;倾斜条件下C型换热器内冷凝段长度将发生变化进而影响换热效果,当倾斜角度为正时,倾斜角度越大系统整体换热效果越好。本文研究结果可为海洋条件下二次侧非能动余热排出系统的设计提供一定参考。 展开更多
关键词 RELAP5 倾斜条件 非能动余热排出系统 C型换热器 运行特性
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失水事故工况下FeCrAl包壳关键基础模型研究综述及评价
14
作者 钱立波 刘余 +5 位作者 陈平 焦拥军 陈伟 黄涛 杜思佳 尹春雨 《核科学与工程》 北大核心 2025年第2期315-327,共13页
福岛核事故后,FeCrAl合金由于具有优秀的高温力学性能、良好的抗高温氧化性和抗辐照肿胀能力,因此成为耐事故燃料包壳候选材料之一。本文在重点分析FeCrAl合金失水事故行为特性国内外研究现状基础上,获得了一套适用于FeCrAl包壳失水事... 福岛核事故后,FeCrAl合金由于具有优秀的高温力学性能、良好的抗高温氧化性和抗辐照肿胀能力,因此成为耐事故燃料包壳候选材料之一。本文在重点分析FeCrAl合金失水事故行为特性国内外研究现状基础上,获得了一套适用于FeCrAl包壳失水事故安全分析的关键基础模型和失效准则:首先,基于失水事故工况下包壳热-机械特性分析,确定了失水事故安全分析所需FeCrAl包壳关键基础模型;其次,根据国内外FeCrAl合金高温氧化实验和理论研究分析评价,推荐采用Robb氧化模型预测FeCrAl合金高温氧化速率;第三,基于国内外FeCrAl合金高温蠕变实验数据分析,开发了基于Norton蠕变定律的FeCrAl包壳高温蠕变模型;第四,基于国内外FeCrAl合金包壳高温爆破实验数据分析,开发了FeCrAl包壳高温爆破模型,初步确定了FeCrAl合金包壳高温爆破应变;最后,基于FeCrAl合金高温氧化失效实验研究结果,确定了失水事故工况FeCrAl包壳高温失效温度。 展开更多
关键词 FeCrAl包壳 失水事故 关键基础模型 综述和评价
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核反应堆堆芯三维跨尺度多物理场耦合分析程序CorTAF开发进展
15
作者 苏光辉 董正阳 +3 位作者 刘凯 王明军 田文喜 秋穗正 《核动力工程》 北大核心 2025年第4期1-9,共9页
核反应堆堆芯作为核动力系统关键设备,其几何结构复杂,且不同物理场间存在强烈耦合作用。堆芯高精度精细化热工水力及多物理场耦合分析技术是先进核动力系统设计与安全分析的重要保证,西安交通大学核反应堆热工水力研究室(NuTHeL)构建... 核反应堆堆芯作为核动力系统关键设备,其几何结构复杂,且不同物理场间存在强烈耦合作用。堆芯高精度精细化热工水力及多物理场耦合分析技术是先进核动力系统设计与安全分析的重要保证,西安交通大学核反应堆热工水力研究室(NuTHeL)构建了全堆芯核-热-流-沉积多物理场耦合分析模型,基于开源计算流体动力学(CFD)平台自主开发了通道级核反应堆堆芯三维跨尺度多物理场耦合分析程序CorTAF系列,实现了基于CFD方法的全压力容器内全尺寸多物理场的计算分析与预测,并开展了基于国际基准题的确认和验证(V&V)工作。近年来,研究团队基于上述研究基础不断开发与完善程序的数学物理模型,目前CorTAF程序已经具备了面向多种堆型(压水堆、铅铋堆、钠冷快堆等)、涵盖多种物理场(中子物理、热工水力、腐蚀沉积等)、串联多个系统(堆芯、上腔室、下腔室等)的跨尺度耦合计算能力。本文以压水堆CorTAF程序为例,介绍了其主要功能,总结回顾了相关工作,并提出了未来工作展望。 展开更多
关键词 CorTAF 压水堆堆芯 通道级分辨率 多物理场耦合 压力容器跨尺度耦合
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熔盐堆仿真试验装置的堆舱传热三维数值模拟及试验验证
16
作者 梅牡丹 周翀 +2 位作者 邹杨 傅瑶 王纳秀 《核技术》 北大核心 2025年第7期347-360,共14页
熔盐堆仿真试验装置的堆舱内传热过程分析是熔盐堆热工水力分析中的重要环节,堆舱内的空气传热过程复杂,空气辐射传热、自然对流和导热三种换热方式同时出现并相互耦合在一起。为了更详细地研究熔盐堆堆舱内的空气传热以及验证计算流体(... 熔盐堆仿真试验装置的堆舱内传热过程分析是熔盐堆热工水力分析中的重要环节,堆舱内的空气传热过程复杂,空气辐射传热、自然对流和导热三种换热方式同时出现并相互耦合在一起。为了更详细地研究熔盐堆堆舱内的空气传热以及验证计算流体(Computational Fluid Dynamic,CFD)方法应用于熔盐堆堆舱热分析的准确性,本文以钍基熔盐堆缩比仿真试验装置(简称“仿真堆”)为研究对象,装置的总加热功率为370 kW,分别建立该试验装置上/下堆舱的三维计算模型,运用ANSYS软件对仿真堆上/下堆舱传热进行了数值模拟分析和实验验证。模拟结果表明,上/下堆舱内的空气温度分布比较均匀,上堆舱内存在较多涡流;仿真堆压力容器壁面的热量主要是通过辐射传递到下堆舱内,且随着压力容器壁面温度的升高,辐射和对流的换热功率的增加速率逐渐增大,但辐射换热功率增加更快;实验验证发现:上/下堆舱内所选温度测点的CFD计算值与实验值符合较好,两者的最大偏差分别为9.6%和4.3%,满足工程计算的误差要求,验证了CFD分析方法用于熔盐堆堆舱热分析的准确性和可行性,为2 MW液态钍基熔盐实验堆安全评审中所提出的CFD软件适用性提供了论证依据,为后续百兆瓦级熔盐堆堆舱的热工水力分析提供参考依据。 展开更多
关键词 钍基熔盐堆 缩比仿真试验装置 反应堆堆舱 计算流体力学 试验验证
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脉冲振幅对脉冲折流板萃取柱内气-液-液三相流动规律影响的模拟研究
17
作者 于婷 喻修成 +4 位作者 卢宗慧 肖哲 曲鸣 何辉 叶国安 《过程工程学报》 北大核心 2025年第3期283-292,共10页
基于CFD模拟技术建立了脉冲折流板萃取柱的气-液-液三相流模型,探究了脉冲振幅对折流板萃取柱内宏观流场演化的影响规律。结果表明,脉冲振幅为1.2 cm的工况下,振幅对水相、有机相两相的运动影响较小,水相在挡板上积聚,脉冲振幅为7.2和14... 基于CFD模拟技术建立了脉冲折流板萃取柱的气-液-液三相流模型,探究了脉冲振幅对折流板萃取柱内宏观流场演化的影响规律。结果表明,脉冲振幅为1.2 cm的工况下,振幅对水相、有机相两相的运动影响较小,水相在挡板上积聚,脉冲振幅为7.2和14.4 cm的工况下,振幅对水相、有机相两相的运动方向和速度大小均有显著影响,水相脱离挡板分散成更小的液滴;随脉冲振幅增大,湍动能与湍动能耗散率随之增大,在流体冲击固体壁面的区域出现最大值,随脉冲振幅增大,小直径的水相液滴占比更高,强化了萃取过程。本研究使用Euler-Euler两相流模型耦合群体平衡模型模拟脉冲折流板萃取柱内的气-液-液三相演化现象,可为后续脉冲折流板萃取柱的设计及工艺优化提供参考。 展开更多
关键词 脉冲折流板萃取柱 气-液-液三相流 Euler-Euler模型 群体平衡模型 脉冲振幅
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螺旋十字棒束通道内异形阻抗空泡仪测量空泡份额的可行性研究
18
作者 刘浩 马在勇 +5 位作者 连强 刘纲阳 谭煦滨 张卢腾 周文雄 潘良明 《核动力工程》 北大核心 2025年第4期85-93,共9页
阻抗空泡仪是测量两相流中截面平均空泡份额的重要手段。然而,由于螺旋十字棒束通道属于高度异化的通道类型,导致阻抗空泡仪电场分布不均匀,从而对空泡份额的测量造成一定困扰。本文基于模拟和实验验证了螺旋十字棒束通道内异形阻抗空... 阻抗空泡仪是测量两相流中截面平均空泡份额的重要手段。然而,由于螺旋十字棒束通道属于高度异化的通道类型,导致阻抗空泡仪电场分布不均匀,从而对空泡份额的测量造成一定困扰。本文基于模拟和实验验证了螺旋十字棒束通道内异形阻抗空泡仪测量空泡份额的可行性。结果表明,在低空泡份额下,接收极无量纲电压随着空泡份额的增加单调增加,这说明异形阻抗空泡仪受螺旋十字结构的影响较小且能够在低空泡份额下被标定;通过理论模型的计算,异形阻抗空泡仪整体上平均绝对百分比误差不超过24%;螺旋节距的变化对空泡份额测量的影响较小,且在不同扭转角截面上,空泡仪电极形状并不影响无量纲电压和空泡份额之间的单调关系,说明了异形阻抗空泡仪测量空泡份额具有可行性。 展开更多
关键词 阻抗空泡仪 异形 螺旋十字燃料 两相流 空泡份额
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CF2燃料组件多错对中值下摩擦力与落棒性能试验研究
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作者 王运生 卿海杰 +6 位作者 祝文 肖林海 聂常华 田雪莲 马新光 史天蛟 陈夫进 《核技术》 北大核心 2025年第6期111-118,共8页
CF(Chinese Fuel)系列燃料组件是中核集团自主研发的先进三代核电反应堆核心部件,为分析CF2燃料组件在多错对中值工况下,驱动线运动部件在水和空气中的摩擦力与落棒性能,采用1∶1的CF2模拟燃料组件配合自主设计研发的可调节旋转式顶盖,... CF(Chinese Fuel)系列燃料组件是中核集团自主研发的先进三代核电反应堆核心部件,为分析CF2燃料组件在多错对中值工况下,驱动线运动部件在水和空气中的摩擦力与落棒性能,采用1∶1的CF2模拟燃料组件配合自主设计研发的可调节旋转式顶盖,首次实现了多个错对中值的集成,能够对多个错对中值进行科学准确的调节。通过优化驱动机构性能研究方法,获取了驱动机构在水和空气两种介质中全行程、多错对中值工况下的摩擦力与落棒性能数据。结果表明:落棒总时间和棒到缓冲口时间均随着错对中值增加而增大,但缓冲时间基本保持一致。燃料组件与控制棒在最大错对中值工况下运行良好,摩擦力没有超过允许极限值,也未发生在大错对中值工况下的卡棒现象。该研究结果为CF系列燃料组件的设计定型、安全评定与软件开发提供了重要的试验依据,其方法可推广至后续CF3等燃料组件的科研项目中。 展开更多
关键词 CF2燃料组件 落棒性能 摩擦力
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棒束通道中边棒和角棒环状流扰动波特性研究
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作者 金光远 白镜湖 +3 位作者 王睿 李伟链 杜利鹏 张文超 《核动力工程》 北大核心 2025年第1期143-151,共9页
研究棒束通道中边棒和角棒环状流扰动波特性,可为核电厂稳态运行和应急处置提供理论支撑。本研究建立棒束通道中环状流可视化实验系统,对边棒和角棒表面扰动波特性进行分析。结果表明,扰动波形态可以分成小尺度波、包状扰动波、带状扰... 研究棒束通道中边棒和角棒环状流扰动波特性,可为核电厂稳态运行和应急处置提供理论支撑。本研究建立棒束通道中环状流可视化实验系统,对边棒和角棒表面扰动波特性进行分析。结果表明,扰动波形态可以分成小尺度波、包状扰动波、带状扰动波和带状破碎波4种;液相折算速度保持不变时,平均液膜厚度随气相折算速度增加而变小,当液相折算速度逐渐变大时,平均液膜厚度数值也逐渐变大;扰动波波高随气相折算速度增加而变小,边棒表面扰动波高度低于角棒的值。当液相折算速度低于0.41 m/s时,扰动波波速随着气、液相折算速度增加而变大;当液相折算速度高于0.41 m/s时,扰动波波速高于气相折算速度。扰动波波频随气相折算速度增加而变大,随液相折算速度变化规律不明显,这取决于波动形态的变化。边棒和角棒表面液膜厚度数据的熵均值随着扰动波形态从小尺度波、包状扰动波、带状扰动波到带状破碎波逐步增加,因此可以使用多尺度排列熵分析方法判定棒束通道中扰动波形态。 展开更多
关键词 棒束通道 环状流 扰动波 多尺度排列熵
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