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窄边未加热区对窄缝通道流场和温度场影响的数值模拟

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一、窄边非加热区对窄缝流道内流场和温场影响的数值模拟(论文文献综述)

杨力,孙大朋,刘彦明,王学权,许贵平[1](2019)在《组件塞条厚度超声自动测量系统研制》文中提出组件由若干元件和塞条通过电子束焊焊接而成,塞条的厚度对于控制组件非发热区尺寸的大小具有重要意义,必须对其进行无损测量。基于超声波脉冲反射法测量原理,研制了一套组件塞条厚度超声自动测量系统,并对试样进行了实际测试。测试结果表明,该测量系统对塞条厚度测量的最大偏差为0. 05mm,最大相对偏差2. 0%,满足测量精度要求。

陈勇[2](2012)在《摇摆条件矩形通道内流体传热特性研究》文中指出本文对摇摆状态下窄缝矩形通道内影响单相强制对流换热和过冷流动沸腾换热特性的各个因素进行了实验研究。研究表明,不同流量调节方式对摇摆前后流动特性有不同的影响,时均流量是否减小由附加压降与主泵驱动压头之比决定;调转速改变流量时,摇摆后层流区和过渡区的换热能力增强,且摇摆越剧烈增加的幅度越大;调节阀门开度改变流量时,摇摆对通道的换热能力没有影响;压力对单相区换热特性没有明显影响;窄缝矩形通道单相区换热能力随热流密度、流量的增加而增强;通道内过渡区到旺盛紊流区的转捩雷诺数提前,Re>4000即进入旺盛紊流区,通道换热能力增强;层流区,Nu的实验值和理论推导值吻合很好;旺盛紊流区,实验值和Gnielinski公式预测值的偏差在20%以内,可以用该公式进行预测;过渡区,常用的预测公式误差较大,拟合了适用于本实验的过渡区关联式,误差在±30%以内。过冷流动沸腾实验发现,窄缝矩形通道内压力越大,越容易产生热量集中,增强通道的边角效应,ONB点的壁面过热度越小;流量越小,入口过冷度越小,对应的ONB点的壁面过热度和热流密度越小;摇摆运动对ONB点没有明显影响;在Bergles-Rohsenow公式中加入与质量流速有关的修正因子,以此来拟合适用于本实验的ONB点的预测关联式,和实验值对比误差在±30%以内。在过冷流动沸腾区,质量流速越大换热能力越强;压力越高,换热能力越强;入口过冷度越小,换热系数越大;摇摆对过冷沸腾区的换热系数没有明显影响。

罗磊,陈文振,陈志云,朱倩[3](2011)在《单个燃料元件热工水力三维数值模拟》文中研究指明针对在以往反应堆热工水力分析中采用一维模型计算燃料元件径向传热及采用固定热流密度模拟包壳外壁热流量的情况,建立了运行条件下燃料元件及其周围冷却剂温度场和流场的三维数值计算模型。考虑燃料元件功率的轴向分布和燃料芯块热传导率随温度的变化,运用标准k-ε模型和壁面函数法模拟了冷却剂湍流流动和近壁区域粘性流动。经计算发现燃料芯块内温度梯度极大,对燃料芯块热导率产生很大影响;在冷却剂通道内相邻两根燃料元件之间通道较窄处,冷却剂流速小于主流平均速度,而在流道中心区域大于平均速度。

罗磊,章德,陈文振,陈志云[4](2010)在《压水堆下腔室流量分布数值分析》文中认为建立了压水堆下腔室流场的三维数值计算模型,计算了不同环腔厚度和环腔内冷却剂速度条件下,下腔室内冷却剂的流场,分析了环腔厚度和环腔内冷却剂速度对下腔室流向堆芯的流量分布的影响。入口速度不同或环腔厚度不同,在下腔内冷却剂流动形成漩涡的位置、大小和流动速度均会发生改变,导致通过流量孔板通孔的流量分布不同。入口速度较低时,流量孔板上所有通孔的流量分布比较均匀,在平均值附近波动,流量最高的通孔小组出现在边缘处;入口速度较高时,流量明显地呈现出中心高边缘低的特点。通孔小组的流量最大值随着环腔厚度增加由孔板的中心向边缘移动。

袁德文[5](2010)在《窄流道内高过冷流动沸腾条件下的汽泡演化特性及机制》文中研究指明由于窄流道元件的紧凑性特点,在可移动的核动力堆中得到重视。在反应堆热工水力分析中,堆芯窄流道内过冷流动沸腾阶段的汽泡演化特性对堆芯窄流道内的换热及流动特性有着重要的影响。出于对堆芯安全性的考虑,要求工质在元件出口具有较高的过冷度。现有关于过冷流动沸腾汽泡演化特性的研究大多是在常规流道中较低压力和较小主流过冷度情况下的研究成果。因此,本文在不同系统压力下对竖直矩形窄流道内高过冷流动沸腾时的汽泡演化进行了可视化实验,研究了汽泡演化的特点及影响机制;通过实验和理论的分析,提出了如汽泡生长、汽泡脱离、聚合、冷凝等汽泡演化过程的预测模型;并数值模拟了汽泡的生长、运动过程及聚合过程。研究发现,窄流道内高过冷流动沸腾条件下系统压力对汽泡生长演化特性有着重要的影响,在较低的系统压力下(p≤0.3 MPa),汽泡在核化点处生长,汽泡生长结束后直接凝结而没有发生滑移运动现象;在较高的系统压力下(p≥0.6 MPa),汽泡脱离核化点后发生滑移生长现象。随着系统压力的增加,汽泡生长速度逐渐减小。实验发现,较低压力下的汽泡生长速度远高于较高压力下的情况,在0.1 MPa下的汽泡生长速度大约是1.0 MPa下10倍左右。受力分析结果表明,压力变化导致的汽泡行为差异主要是因汽泡尺寸及单位体积潜热所导致的生长力变化所致。结合过冷流动沸腾过程中汽泡生长的特点,考虑主流过冷度和主流速度对汽泡生长的影响,引入无因次参数Ja数,Re数,以及修正系数s,建立了高过冷流动沸腾条件下汽泡生长的数学模型。模型的预测结果与实验测量结果误差在±25%范围内。模型中的修正系数s反映了主流过冷度对汽泡生长的影响程度。当壁面过热度较小时,主流过冷对汽泡生长的影响较大,使得修正系数s相对较小。而当壁面过热度较大时,主流过冷度对汽泡生长的影响较小,使得修正系数s相对较大。对汽泡凝结过程进行热平衡分析,建立分析模型,得到了汽泡在主流中凝结的直径变化预测模型,模型结果与实验结果吻合较好。对较高压力下滑移汽泡的实验研究和分析发现:随着热流密度增加,汽泡滑移距离增加,但在较高的热流密度时由于滑移汽泡较多导致汽间的聚合作用较强使得汽泡的平均滑移距离有减小的趋势。汽泡滑移距离随着质量流速的增加而减小,随着主流过冷度的增加而减小。通过建立热量平衡模型,对各个传热机制进行了分析,表明汽泡扰动所导致的传热增强是主要的强化因素,而泡底微层蒸发的传热份额并不显着,并得出了滑移汽泡和固定汽泡的扰动引起的瞬态换热量的表达式。在实验工况条件下,滑移汽泡的扰动引起的瞬态导热量的份额βtcs在00.35,且远大于固定汽泡的瞬态导热量份额βtcf ,两者之间的比值在1.810.3之间,表明汽泡沿着加热壁面的滑移运动能进一步强化换热。在对汽泡演化行为的可视化实验研究的基础上,建立了过冷流动沸腾中的单汽泡生长及运动过程的相变模型,结合Fluent中模拟汽液两相流动的VOF模型,利用UDF接口实现了相变过程的数学描述,对单汽泡生长及运动过程进行了数值模拟。考虑主流速度、主流过冷度、壁面过热度和接触角的影响,获得了过冷流动沸腾下汽泡生长曲线,结果与相应条件下的实验结果吻合较好。对汽泡生长及运动过程中的形状变化和温度场瞬态特性的分析结果表明,汽泡的生长速度,主流速度以及动态接触角对汽泡滑移运动过程中形状变化影响较大;过热层的液体温度在汽泡生长过程中梯度不发生变化。实验结果表明,随着热流密度的增加汽泡间的聚合现象逐渐增加,但是汽泡聚合特性受系统压力的影响显着。较低压力下,当热流密度不太高时汽泡聚合后被迅速凝结;而当热流密度较高时汽泡聚合后不会迅速凝结,而形成较大汽团沿着加热壁面滑移运动。较高压力下,当热流密度不太高时使得同一个核化点生长的连续汽泡相互聚合,而后沿加热壁面滑移。当热流密度较高时,加热面上的滑移汽泡个数增多,从不同核化点产生的汽泡在滑移运动中将发生聚合。通过实验结果的分析和数值模拟研究还发现,汽泡聚合可分为四个过程:i)两个汽泡相互接近;ii)相邻汽泡间形成的薄液层厚度减小,直到两个汽泡界面相互接触;iii)汽泡接触的相界面破裂;iv)两个汽泡的相互融合形成新的汽泡。其中ii)到iv)的三个过程是汽泡发生聚合的关键过程。

罗磊,章德,陈文振,陈志云[6](2010)在《压水堆下腔室流量分布数值分析》文中进行了进一步梳理建立了压水堆下腔室流场的三维数值计算模型,计算了不同环腔厚度和环腔内冷却剂速度条件下,下腔室内冷却剂的流场,分析了环腔厚度和环腔内冷却剂速度对下腔室流向堆芯的流量分布的影响。入口速度不同或环腔厚度不同,在下腔内冷却剂流动形成漩涡的位置、大小和流动速度均会发生改变,导致通过流量孔板通孔的流量分布不同。入口速度较低时,流量孔板上所有通孔的流量分布比较均匀,在平均值附近波动,流量最高的通孔小组出现在边缘处;入口速度较高时,流量明显地呈现出中心高边缘低的特点。通孔小组的流量最大值随着环腔厚度增加由孔板的中心向边缘移动。

曾和义,秋穗正,苏光辉,贾斗南[7](2008)在《宽高比对矩形窄缝通道内流体温度场的影响》文中研究表明对宽面均匀加热、窄面绝热的矩形窄缝通道内强迫对流换热进行了3维数值模拟,模拟结果与实验数据符合较好。使用该方法研究了宽高比对矩形窄缝通道内流体温度场的影响。结果表明,对于大宽高比矩形窄缝通道,在角部区域以及加热面中心区域均会出现热集中现象;加热面中心区域的热集中程度较角部区域的热集中程度低,并且随着矩形通道宽高比的减小而消失;此外,由于数值扩散的影响,低阶插值格式(如乘方插值)不能预测出加热面中心区域的热集中现象。

徐建军,陈炳德,王小军,熊万玉[8](2004)在《窄边非加热区对窄缝流道内流场和温场影响的数值模拟》文中研究指明本文运用商用流体动力学软件CFX数值模拟了非加热区对窄缝流道内流场和温场的影响。研究表明,窄缝内横截面中心线上的速度呈梯形分布,窄边附近流速较低,中间高;宽边完全加热时,流体不足以带出加热板发出的热量,使得角部出现热集中现象;而在角部设计有非加热区后,角部热集中现象得到解决,并且非加热区的存在并没有降低主流的速度。

二、窄边非加热区对窄缝流道内流场和温场影响的数值模拟(论文开题报告)

(1)论文研究背景及目的

此处内容要求:

首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景,再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题,并提出你的论文准备的观点或解决方法。

写法范例:

本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。

(2)本文研究方法

调查法:该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。

观察法:用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。

实验法:通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。

文献研究法:通过调查文献来获得资料,从而全面的、正确的了解掌握研究方法。

实证研究法:依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。

定性分析法:对研究对象进行“质”的方面的研究,这个方法需要计算的数据较少。

定量分析法:通过具体的数字,使人们对研究对象的认识进一步精确化。

跨学科研究法:运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。

功能分析法:这是社会科学用来分析社会现象的一种方法,从某一功能出发研究多个方面的影响。

模拟法:通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。

三、窄边非加热区对窄缝流道内流场和温场影响的数值模拟(论文提纲范文)

(1)组件塞条厚度超声自动测量系统研制(论文提纲范文)

0前言
1 测量原理
2 系统组成
    2.1 超声信号发生装置
    2.2 运动控制装置
    2.3 数据采集模块
    2.4 软件模块
3 试验结果及分析
4 结论

(2)摇摆条件矩形通道内流体传热特性研究(论文提纲范文)

摘要
Abstract
目录
第1章 绪论
    1.1 研究背景
    1.2 研究现状
        1.2.1 窄流道内单相流动和传热研究现状
        1.2.2 过冷沸腾区研究现状
        1.2.3 摇摆对热工水力影响的研究现状
    1.3 本论文主要研究内容
第2章 实验系统及实验方案
    2.1 实验装置
        2.1.1 主实验回路
        2.1.2 数据测量及采集系统
        2.1.3 辅助设备
        2.1.4 摇摆台架
    2.2 误差分析
    2.3 研究内容
    2.4 本章小结
第3章 实验数据处理
    3.1 数据修正
    3.2 关键参数的计算
    3.3 本章小结
第4章 摇摆对单相工质传热特性影响
    4.1 矩形窄缝通道流动特性
        4.1.1 流态划分
        4.1.2 不同流量调节方式对流动特性的影响分析
    4.2 调转速变流量时摇摆对换热系数的影响
        4.2.1 摇摆与不摇摆的对比
        4.2.2 摇摆周期对传热特性的影响
        4.2.3 摇摆角度对传热特性的影响
    4.3 调阀变流量时摇摆对换热系数的影响
    4.4 其他参数对传热特性的影响
        4.4.1 压力和流量的影响
        4.4.2 热流密度的影响
    4.5 关联式分析及对比
    4.6 本章小结
第5章 过冷沸腾区的传热特性
    5.1 窄缝矩形通道内的沸腾起始点
        5.1.1 ONB 点的确定
        5.1.2 不同参数对 ONB 点的影响
        5.1.3 ONB 点的计算
    5.2 矩形通道过冷沸腾换热系数
        5.2.1 流量对换热系数的影响
        5.2.2 摇摆对换热系数的影响
        5.2.3 入口过冷度的影响
        5.2.4 压力的影响
    5.3 本章小结
结论
参考文献
攻读硕士学位期间发表的论文和取得的科研成果
致谢

(3)单个燃料元件热工水力三维数值模拟(论文提纲范文)

1 计算模型和假设
2 理论模型和网格模型
    2.1 传热方程
    2.2 湍流模型的选择
    2.3 网格的划分
3 计算结果分析
4 结论

(5)窄流道内高过冷流动沸腾条件下的汽泡演化特性及机制(论文提纲范文)

摘要
ABSTRACT
主要符号表
1 绪论
    1.1 研究背景和意义
        1.1.1 课题的研究背景
        1.1.2 课题的研究意义
    1.2 国内外研究现状
        1.2.1 汽泡演化的物理过程及驱动机制
        1.2.2 汽泡演化过程的实验研究
        1.2.3 汽泡演化过程的数值模拟
    1.3 研究问题的提出
    1.4 研究目的和研究内容
        1.4.1 研究目的
        1.4.2 研究内容
2 实验装置和实验方法
    2.1 实验装置
        2.1.1 实验回路系统
        2.1.2 高速摄像系统
    2.2 实验本体
    2.3 实验回路辅助系统
    2.4 实验参数测量及误差分析
    2.5 可视化技术
    2.6 数据处理
    2.7 实验步骤
    2.8 实验工况范围
    2.9 主要间接测量参数误差分析
3 压力对汽泡演化特性的影响
    3.1 压力对汽泡演化行为的影响
        3.1.1 较低压力下的汽泡演化行为
        3.1.2 较高压力下的汽泡演化行为
    3.2 压力对汽泡演化过程中的直径变化影响
        3.2.1 近壁面流体的温度分布曲线
        3.2.2 汽泡直径变化曲线
    3.3 压力影响汽泡生长特性的物理机制
    3.4 汽泡演化过程中汽泡尺寸预测模型
        3.4.1 汽泡生长模型
        3.4.2 汽泡凝结模型
    3.5 汽泡演化特性改变的原因分析
    3.6 本章小结
4 汽泡滑移特性的研究
    4.1 工况参数对汽泡滑移行为的表观影响
    4.2 汽泡滑移运动特性
    4.3 汽泡滑移运动特性对局部传热的影响机制分析
        4.3.1 分析模型
        4.3.2 各种传热机制所占的份额
        4.3.3 滑移汽泡和固定汽泡的比较
    4.4 本章小结
5 单汽泡生长及运动过程的数值模拟
    5.1 数值模拟方法
        5.1.1 VOF 模型的控制方程
        5.1.2 UDF 程序
    5.2 汽泡动力学过程中的相变物理模型
        5.2.1 汽泡生长及运动的物理过程
        5.2.2 相变过程的数学模型
        5.2.3 几何模型及边界条件
    5.3 汽泡生长特性
        5.3.1 汽泡直径变化曲线
        5.3.2 汽泡直径变化分析
    5.4 汽泡生长及运动过程中的形状变化
        5.4.1 形状变化特点
        5.4.2 形状变化机制分析
    5.5 汽泡周围的流场及温度场特性
        5.5.1 汽泡附近的流场特性
        5.5.2 汽泡附近的温度场特性
    5.6 本章小结
6 汽泡聚合特性的研究
    6.1 压力对汽泡聚合的影响
        6.1.1 较低压力下的汽泡聚合
        6.1.2 较高压力下的汽泡聚合
    6.2 汽泡聚合过程分析
        6.2.1 汽泡聚合过程的特点
        6.2.2 汽泡聚合模型
    6.3 汽泡聚合的数值模拟
    6.4 本章小结
7 结论与创新点及展望
    7.1 结论
    7.2 创新点
    7.3 下一步工作的建议与展望
致谢
参考文献
附录
    A. 作者在攻读博士学位期间发表的论文目录
    B. 作者在攻读博士学位期间参加的科研项目

(6)压水堆下腔室流量分布数值分析(论文提纲范文)

1 数值计算模型
    1.1 湍流模型
    1.2 网格模型
2 结果和分析
    2.1 冷却剂流速对流量分布的影响
    2.2 环腔厚度对流量分布的影响
3 结论

(7)宽高比对矩形窄缝通道内流体温度场的影响(论文提纲范文)

1 引言
2 数值模拟
    2.1 数学模型及计算方法
    2.2 结果验证
3 计算结果及分析
4 结论

(8)窄边非加热区对窄缝流道内流场和温场影响的数值模拟(论文提纲范文)

1 前言
2 几何体及网格的划分
3 模型选取和边界条件的设置
    3.1 流体模型的定义
    3.2 边界条件的设置
4 求解
5 计算结果及讨论
    5.1 速度分布讨论
    5.2 温度分布讨论
6 结论

四、窄边非加热区对窄缝流道内流场和温场影响的数值模拟(论文参考文献)

  • [1]组件塞条厚度超声自动测量系统研制[J]. 杨力,孙大朋,刘彦明,王学权,许贵平. 科技视界, 2019(08)
  • [2]摇摆条件矩形通道内流体传热特性研究[D]. 陈勇. 哈尔滨工程大学, 2012(04)
  • [3]单个燃料元件热工水力三维数值模拟[J]. 罗磊,陈文振,陈志云,朱倩. 海军工程大学学报, 2011(01)
  • [4]压水堆下腔室流量分布数值分析[A]. 罗磊,章德,陈文振,陈志云. 第六届(2010年)北京核学会核技术应用学术交流会论文集, 2010
  • [5]窄流道内高过冷流动沸腾条件下的汽泡演化特性及机制[D]. 袁德文. 重庆大学, 2010(07)
  • [6]压水堆下腔室流量分布数值分析[J]. 罗磊,章德,陈文振,陈志云. 原子能科学技术, 2010(S1)
  • [7]宽高比对矩形窄缝通道内流体温度场的影响[J]. 曾和义,秋穗正,苏光辉,贾斗南. 核动力工程, 2008(03)
  • [8]窄边非加热区对窄缝流道内流场和温场影响的数值模拟[J]. 徐建军,陈炳德,王小军,熊万玉. 水动力学研究与进展(A辑), 2004(S1)


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