ADS无窗散裂靶铅铋合金两相流动过程模拟

本文基于欧洲最新的无窗散裂靶几何结构，对铅铋合金的液体及蒸汽两相含气蚀相变的流动过程进行数值模拟和理论分析。采用路一￡湍流模型和VOF界面捕获算法模拟了水一空气靶的两相流动，并与同靶型实验结果进行了比较，两者吻合较好。通过计算不同出口压强的相界面形状，获得由于低压带来的气蚀相变及对最终界面形状的影响，结果还表明20000-28000Pa左右的出口压强可维持两个相界面，流动较稳定。运用伯努利方程理论推导出碰撞点上方回流区高度的解析表达式，并与计算结果进行比较，符合较好。上述物理结果对设计我国加速器驱动次临界堆无窗散裂靶具有一定参考价值。

入口加旋转速度对ADS无窗散裂靶回流区高度的影响

在已有的加速器驱动次临界堆无窗散裂靶的设计中,回流区内流体流速较低,散裂反应产生的热量无法被有效带走,不利于整个系统的安全运行。本文围绕这一核心问题,在散裂靶入口加入旋转速度,实现对回流区的优化。首先,通过数值模拟与实验结果的瞬态流型比较,验证了数值方法的正确性。紧接着,在入口逐步加入旋转速度,回流区高度逐渐减小且形成一个新的气蚀区,当旋转速度到达较大数值时,回流区消失,通过流体力学分析上述物理过程得到了解释。在加入更大旋转速度后,新的气蚀区与上方的蒸汽区充分联结,形成了一个"V"字形的蒸汽区域。上述物理结果对我国加速器驱动次临界堆无窗散裂靶的设计优化具有一定参考价值。