管束结构的阻尼控制型流弹失稳特性研究

尽管自2012年SONGS事故以来,流弹失稳对管束结构的危害性和重要性再次引起了重点关注,但对导致这种不稳定现象的根本因素仍未确定。为进一步研究流弹失稳的基本物理机制,以压水堆蒸汽发生器通常采用的平行三角形管束为对象,基于开源CFD(computational fluid dynamics)工具OpenFOAM,同时耦合管的动力学方程,求解具有移动边界的非定常Navier-Stokes(uRANS)方程,建立了研究阻尼控制型不稳定机制的数值模型,进而预测管束的流固耦合振动,揭示影响阻尼控制型不稳定机制的关键参数和流动响应;重点讨论了不同质量阻尼参数下,系统的响应特性、能量输入与耗散,升力与位移间的相干性、相位差、相关系数,升力的频谱特性,主导激励机理。进一步揭示了管束流弹系统中占主导地位的激励机理和关键流动现象,有助于理解管束与流体之间的相互作用机理,同时为工程中使用开源CFD工具OpenFOAM预测流弹失稳行为提供了参考。

格架松弛对燃料棒湍流激励及微振磨损的影响研究

假设所有支承有效,基于燃料棒模态分析的结果,根据压水堆燃料棒的流场分布特征,采用功率谱密度表征湍流激励,结合相关功率谱密度试验参数,求解了各阶模态的振动位移均方值,基于ARCHARD磨损公式计算了燃料棒刚凸位置的磨损深度。由于制造工艺、运输、辐照的影响,格架对燃料棒的夹持作用可能松弛。依次假设格架单个刚凸及弹簧松弛,研究了松弛对燃料棒模态、流致振动以及磨损的影响。结果表明:格架弹簧的松弛对固有频率的影响可忽略;原振幅较大的位置附近刚凸松弛对固有频率影响明显;堆芯入口及出口的横向流速较大,燃料棒底部和顶部的湍流激励振幅较大,这些位置的刚凸支承松弛使湍流激励振幅明显增大,中间位置的刚凸支承松弛对振幅影响较小;刚凸支承松弛对磨损深度的影响与对湍流激励最大振幅的影响趋势基本一致。磨损除了与湍流激励振幅相关,还与固有频率相关,顶部振型和频率乘积的影响大于底部格架位置,顶部格架刚凸松弛对磨损影响最大。

燃料组件导向管事故工况应力计算方法研究

通过反应堆动力分析计算出堆芯上下板和围板的位移时程作为进行燃料组件地震加LOCA动力分析的输入.建立燃料组件横向排模型,进行燃料组件事故动力响应分析,得到燃料组件的变形等内容,以此作为导向管应力分析的基础.结合排模型中燃料组件的简化方法以及导向管在燃料组件中的结构分布形式,对导向管的薄膜应力以及弯曲应力的算法进行了研究,推导出导向管薄膜应力、弯曲应力的计算方法,对采用该算法进行应力分析需要注意的问题进行了阐述,给出导向管进行安全评定的方法.对导向管应力分析及评定的流程进行总结并编程实现,并以某电厂为实例进行了导向管应力分析计算.

超音速飞行器机翼颤振的时滞反馈控制

采用时滞反馈主动控制方法对超音速飞行器机翼颤振进行控制,以提高飞行器机翼系统的颤振临界速度.首先根据二元机翼的力学模型,制定时滞反馈控制策略并建立时滞反馈控制系统的数学模型;分别对无控、零时滞反馈控制和有时滞反馈控制系统进行稳定性分析,获得时滞反馈控制系统的颤振稳定性边界.利用MATLAB/SIMULINK进行时域数值模拟,验证理论稳定性分析结果的正确性.结果表明:通过调节时滞量,可有效提高飞行器机翼的颤振临界速度,且控制策略简单,效果较好.

防振条约束失效对蒸汽发生器传热管面内流弹失稳的影响研究

根据防振条布置以及面内支承连续失效个数,将防振条面内约束失效分析划分为多种工况,分析了不同工况下面内约束失效对传热管面内模态的影响,采用各位置阻尼在振型函数上进行加权平均的方法计算了各阶模态的阻尼比,进而研究了防振条面内不同约束对传热管面内流弹失稳的影响。分析结果表明,随着面内支承连续失效位置的增多,弯管段面内首阶模态频率不断降低,出现在弯管段的振型越加明显;弯管段面内首阶模态不一定是最大流弹失稳比值出现的模态,最大流弹失稳比值出现模态的振型几乎都出现在弯管段;随着面内支承连续失效位置的增多,面内流弹失稳比值不断增大,当连续3个及以上防振条面内约束失效时,将出现流弹失稳现象。

基于ANSYS二次开发的反应堆冷却剂系统LOCA非线性动力分析

利用ANSYS程序进行反应堆冷却剂丧失事故(LOCA)瞬态下的非线性动力响应分析,实现参数化、模块化的高效建模。在此基础上,对ANSYS程序进行二次开发,形成LOCA瞬态动力响应分析用的专用模块。基于ANSYS程序二次开发的LOCA模块的分析结果与专用LOCA分析软件的计算结果基本一致,局部存在一定差异。根据瞬态动力学分析的经验,反应堆冷却剂系统中存在较多非线性因素,该差异在可以接受的范围内。整个计算过程输入格式灵活、建模方便、可视性好、可自动生成报告,可大大提高实际工程分析的效率。

反应堆冷却剂系统动力分析流体附加质量研究

在核电厂极限设计事故工况时,由于动力载荷的作用,反应堆冷却剂系统内部存在诸多流体与固体耦合现象,采用流体附加质量的方法等效系统内部的流固耦合现象。对反应堆冷却剂系统中存在的流固耦合附加耦合质量的计算方法进行研究,梳理燃料组件之间、吊篮与燃料组件之间、压力容器筒体与吊篮之间以及蒸汽发生器传热管之间流固耦合质量的计算方法,有效模拟流体和固体之间的耦合效应,为建立动力分析模型提供有力的技术支持。

输液管道流固耦合有限元分析

输液管道问题普遍存在于工程实践中,对管道的振动进行计算分析时,需要考虑输送液体与管道的相互作用。文中使用有限元软件ANSYS和流体动力学软件CFX,建立输液管道三维模型,通过两个软件之间的数据交换,进行流固耦合分析。分析斜坡流速冲击下的输液管道的振动特性,并计算半正弦波脉冲下的振动响应。计算管道的前十阶固有频率,发现当脉冲频率接近管道固有频率时会产生拍振现象。

压水堆燃料棒湍流激励流致振动响应计算方法研究

当湍流流过燃料棒表面时,湍流速度分量产生表面随机压力脉动。采用随机振动响应的模态分析技术,得出圆柱体横向振动位移的均方值一般表达形式。根据压水堆燃料棒的结构和流场分布特征,将作用在燃料棒上的流体力等效为脉动随机载荷,引入湍流功率谱密度函数,结合相关功率谱密度试验参数,推导每阶模态的振动位移均方值。分别讨论轴向和横向流引起的各阶模态的振动幅值,并给出各阶模态的对数衰减阻尼,轴向和横向流引起的振动幅值采用线性组合方法,对各阶模态的采用10%的模态组合方法得到所有模态的燃料棒振动幅值,给出了完整的燃料棒轴向和横向湍流激励振动总幅值的通用计算方法和分析流程。

输液管道颤振失稳的时滞控制

采用时滞主动控制方法对输液管道的颤振失稳进行控制,以提高输液管道系统的临界流速。首先构造时滞控制策略并建立时滞控制的偏微分方程;然后利用伽辽金法离散时滞偏微分方程将其转化为时滞微分方程组,从理论上分析时滞微分方程的稳定性,并通过Matlab Biftool软件包对时滞控制系统的特征根分布情况进行模拟,与稳定性理论分析结果相当吻合;最后通过有限差分法对时滞偏微分方程进行数值模拟,与稳定性理论分析结果基本吻合。结果表明:通过时滞主动控制输液管道的颤振,控制策略简单,而且效果较好。

内蒙古地区乳源金黄色葡萄球菌肠毒素基因的分布

为了了解内蒙古地区金黄色葡萄球菌肠毒素基因的分布状况,并为评估金黄色葡萄球菌肠毒素的污染风险和研制金黄色葡萄球菌疫苗提供基础资料,试验采用PCR方法,对2015年从内蒙古地区临床型奶牛乳房炎乳样中分离的121株金黄色葡萄球菌进行16种肠毒素基因的检测。结果表明:121株金黄色葡萄球菌全部携带肠毒素基因,其中携带比例较高的是sei、selm和selj基因,分别为121株(100%)、81株(66.94%)和64株(52.89%),未检测到see、selo和selp基因。携带传统肠毒素基因(sea-see)的有59株(48.76%),携带新型肠毒素基因(seg-selq)的有121株(100%)。同时携带2种及2种以上肠毒素毒基因的有118株(97.52%),组合也很复杂。说明内蒙古地区的奶牛场存在着很大的金黄色葡萄球菌安全隐患,防治较为困难。

地震载荷下反应堆系统的不确定性量化

反应堆结构力学分析中,由于设计变更、制造安装、计算偏差等因素的影响,会导致力学分析关键输入参数存在一定的不确定性,这种不确定性将直接影响到动力响应、载荷分配与最终的力学评价结果。为量化参数不确定性对载荷计算的影响,本文采用不确定性量化的方法,以反应堆系统为研究对象,开展了地震载荷下系统关键结构参数对系统动力响应与载荷分配的不确定性量化研究。首先依据关键参数的基本特性,利用最大熵原理,建立了描述反应堆系统部件间接触刚度和间隙的概率密度函数。随后,应用马尔科夫链蒙特卡罗采样技术对系统关键参数进行采样,并通过有限元瞬态计算获得了输入输出数据池。最后,以样本数据为基础,考察了不确定性参数对部件动力响应统计分布的影响,开展了名义模型的可靠性与不确定性量化分析。研究发现,结构参数不确定性对系统响应的影响在不同部位、不同频域内呈现不同的分布。在考察名义模型的可靠性时应根据响应具体形式有针对性地进行量化。本文所提出的不确定性量化方法对核动力装置其他系统和设备的动力分析具有推广价值。

横掠管束的两相流湍流激振力的包络谱研究

蒸汽发生器等换热器中存在大量受两相流冲刷的管束结构。计算两相流湍流导致的管束振动响应时,需先确定流体激振力的功率谱密度(PSD)。由于缺乏有公认合理的两相流激振力的无量纲归一化方法,从而导致没有可供工程应用的两相流激振力的PSD包络谱。本文通过修改de Langre无量纲归一化方法中的混合物流速定义,获得1组新的两相流激振力PSD的包络谱。通过将本文包络谱与基于单相流的包络谱和de Langre包络谱的对比,并针对非均匀横向两相流作用下的蒸汽发生器U型传热管,计算了3种包络谱作用下的湍流激振响应。结果表明,基于单相流激振力PSD包络谱作为输入计算两相流湍流激振响应并不保守,而本文包络谱在保证安全性的前提下适当降低了de Langre包络谱过高的保守性。

管束结构流弹失稳的数值预测方法研究

流弹失稳(流体弹性不稳定)会在短时间内导致管束破坏,是蒸汽发生器设计必须考虑的流致振动机理。通过理论建模和计算流体力学(computational fluid dynamics, CFD)计算相结合的方式,发展流弹失稳行为的数值预测方法。首先,分别基于准稳态理论、非稳态理论和一维非定常流动理论,推导出目前研究最广泛的三种流弹失稳理论模型的控制方程和关键参数的数学模型;然后,发展理论模型中众多参数的辨识方法,通过仿真数据驱动的方式,获得全套流体力相关参数;最后,以华龙一号蒸汽发生器的传热管为对象,建立管束结构流弹失稳的数值预测方法,并用现有试验数据验证。结果表明,通过CFD计算辨识的流体力相关参数与已有试验结果吻合,CFD计算与理论模型耦合的数值预测方法,具备一定的实用性;完成了数值预测方法的工程应用,预测结果与验证性试验的结论一致;数值预测方法结合了理论建模和CFD计算的优点,同时避免了对海量计算资源的需求、降低对试验数据的依赖,有利于在工程中推广应用。

裂纹梁在简谐激励作用下的动力特性分析

采用弹簧铰模拟裂纹截面,并考虑几何非线性,以及裂纹的张开闭合状态的交替变化,建立起两端铰支输空心裂纹梁在简谐激励作用下的非线性运动方程。采用数值算法,首先研究了含裂纹空心梁在简谐激励作用下的超谐共振、次谐共振,然后深入探讨了在较大简谐激励幅值条件下,结果表明较大幅值激励条件下,结构几何非线性被激起,影响了裂纹梁响应在频域上分布。

牡丹嫁接品种活性成分的测定及抗氧化活性的研究

[目的]旨在探究嫁接后牡丹体内活性物质的含量和抗氧化活性的变化,为开发牡丹在天然抗氧化剂和医药保健等相关领域的应用提供一定的理论和实验基础。[方法]本研究以洛阳红、凤丹白和洛阳红嫁接品种、凤丹白嫁接品种的牡丹根为材料,研究了95%乙醇提取物在1,1-二苯-2-苦味肼(DPPH)自由基体系、卵黄脂蛋白不饱和脂肪酸(PUFA)体系、邻苯三酚自氧化体系中的抗氧化活性,对比分析不同品种牡丹的抗氧化效果。[结果]嫁接品种提取液中芍药苷、牡丹酚含量均明显低于其他两个牡丹品种;其中,"凤丹白"的活性成分含量最为丰富。嫁接品种提取液抗卵黄脂蛋白PUFA过氧化的效果明显优于其他两个牡丹品种,在高浓度下清除DPPH自由基的能力较强,且其抗氧化能力与提取液浓度之间呈现出良好的剂量依赖效应,但其对O2-·的清除能力却明显弱于其他两个牡丹品种。[结论]牡丹根提取液有较好的抗氧化能力,嫁接后,牡丹体内活性成分含量及抗氧化活性等方面均有一定程度的变化。

管束间空气-水两相流激振力特性及归一化方法研究

利用管束间空气-水两相流激振力的实验数据,研究了两相流激振力的部分特性,分析了混合物流速、空泡特征长度等两相流参数对两相流激振力的影响。结果表明,两相流激振力约与界面流速、混合物密度和混合物运动黏度呈正比,泡状流下激振力随气泡直径线性增长,证明两相流激振力的无量纲归一化可采用气泡数率作为频率缩比参数。基于上述两相流激振力的特性,从方便工程应用角度给出了两相流激振力的无量纲归一化方法,获得了较好的归一化效果。

阻尼对主系统地震载荷的影响分析

以核电厂主系统非线性有限元模型为研究对象,采用ANSYS软件分析阻尼不同施加方式对主系统地震载荷的影响。结果表明,在主系统地震分析中,采用瑞利阻尼方式计算的载荷相对比较保守;在计算方法允许的情况下应尽可能采用直接施加模态阻尼或材料阻尼的方式,以降低载荷的保守性,提高核电厂的经济性。

采用两步式数字校准的低温漂松弛振荡器

针对传统片上振荡器设计面临的时钟频率难以实现高精度校准的问题,提出基于二分搜索法的数字校准方法,实现了振荡频率校准并提高了校准的线性度。校准算法采用了粗校准加细校准的两步式校准过程,大大增加了频率校准范围。针对振荡频率的温度漂移问题,提出了新的温度补偿方案,在传统一阶温度补偿的基础上,增加了亚阈值电流自补偿的高阶补偿机制,大大降低了温度变化对输出频率的影响。在校准电路的设计中,合理设置开关电阻阵列的温度系数以保证输出频率的校准不影响输出频率的温度稳定性。对振荡器版图提取了寄生参数,并进行了仿真,仿真结果表明:经过所提频率校准和温度补偿方案,典型情况下振荡频率误差小于0.04%;在-40~125℃温度范围内频率误差小于±0.12%;2.5~5.5 V电源电压范围内频率随电源电压变化误差小于±0.13%;电路工作电流为47.6μA,完成一次校准时长不超过2.7 ms。该振荡器可用于物联网、处理器等应用,可以取代片外晶体振荡器,能够降低系统成本和体积。

政治关联建立方式与会计师事务所的选择——来自中国IPO前民营化上市公司的经验证据

以2008年～2011年在中国上市的IPO前已经民营化的公司为样本，探究民营企业两种政治关联建立方式与会计师事务所选择之间的关系。结果表明：通过实际控制人取得政治身份的方式建立政治关联的民营上市公司更倾向于选择较大规模的会计师事务所；通过聘请具有政治背景的高层管理者建立政治关联的民营上市公司更倾向于选择“非十大”会计师事务所。