燃料相关组件棒流致振动可视化实验研究

悬臂梁在反应堆系统当中是常见结构,悬臂组件棒在冷却剂轴向外流冲刷下会发生湍流激振现象,有害的振动将威胁到相关结构的完整性,而目前对大长径比组件棒在极小环隙下的流致振动特性缺乏有效的测量手段。为了解决对大长径比组件棒在极小环隙下的流致振动特性的测量问题,本文提出了可视化测量方法,使用了高速相机对悬臂梁轴向外流流致振动特性进行研究。通过外部施加单点激励单点拾振的方式,得到了相关组件棒的干模态参数,同时使用2台相机同步拍摄获得了组件棒的二维运动轨迹;实验结果表明:棒的自由端振动相较于固定端更剧烈;低流速时,棒的振幅随着流速增大而增大,振幅在0.2 mm以下,而高流速时,棒存在接触壁面的情况,使得棒振幅减小。

子母管缆三维绕流流场数值模拟研究

该文基于计算流体力学开源代码OpenFOAM,开展了不同来流角(0°≤α≤180°)、直径比(0.05≤d/D≤0.3)和间距比(0.05≤G/D≤0.3)工况下,子母管绕流流场的三维数值模拟,研究了小间距下,子母管的瞬时和时均流场特征、时均流线拓扑、升阻力系数和时均压力系数变化规律。研究结果表明:当子母管间距较小(0.05≤G/D≤0.3)时,母管的升阻力系数均值变化不大。当来流角α=90°时,母管后方存在较长的回流区,剪切层相互作用及涡旋融合作用随间距减小逐渐增强,子管受到较大的升阻力,不同展向高度的旋涡脱落存在一定的相位差异;间隙流会对子母管时均压力分布产生较大影响,随直径比和间距比的减小,时均压力分布波动增大。当α=0°和α=180°时,直径比与间距比的变化主要影响旋涡强度大小,且当直径比和间隙比小于0.1时,子母管结构可视为单一钝体结构。