核燃料组件格架弹簧压缩阈值分析

17×17方形核燃料组件是目前世界上应用最广泛的核燃料组件类型之一,而燃料组件中的格架是由刚凸、因科镍718弹簧组成的,因科镍弹簧对燃料棒的夹持具有十分重要的作用。本文通过测量不同外径模拟燃料棒对格架弹簧夹持力的变化影响,分析得出格架弹簧弹性形变的阈值,以保证新型组件拉棒工艺不会对格架弹簧造成失效影响。试验结果表明:当模拟燃料棒外径为9.63 mm时,格架弹簧夹持力较燃料棒外径9.50 mm时未发生明显变化。因此在组件制造过程中,当燃料棒位置的外径增大到9.63 mm时,格架弹簧的形变量是可接受的。格架弹簧压缩阈值的测定,为开展以消除组件拉棒过程产生的锆屑而开展的预压弹簧、保护燃料棒等新型组件拉棒工艺奠定了基础。

基于ASEB栅格分析法的广东温泉旅游产业开发研究

广东作为全国温泉资源最丰富的省份之一,也是国内温泉旅游发展最快最成熟的地区。在快速发展的过程中,广东温泉逐渐形成了自身的优势与特色,同时也面临着一系列的问题,如温泉资源无序开发、温泉旅游产品同质化、产品质量良莠不齐等,这些问题使得广东温泉度假产业的市场竞争压力日益加剧。本文围绕广东温泉旅游发展所面临的问题,应用AESB栅格分析法,明确广东温泉旅游发展的优势、劣势、机遇、挑战,同时与曼宁-哈斯-德赖弗-布朗需求层次理论的活动、环境、体验、收益四个方面结合起来,分析广东温泉资源现状和温泉产业现状,针对广东温泉存在的主要问题,提出具有可行性和可推广性的发展对策。

不同刚度圆柱振子涡激振动数值模拟

为了研究不同刚度涡激振动系统对圆柱振子振动特性的影响,本文建立了单自由度涡激振动系统的仿真模型,采用计算流体力学(CFD)方法并结合重叠网格技术进行数值模拟。通过与公开发表的文献数据进行对比,验证了模型的精度和方法的可靠性。本文对时变流速下圆柱振子的振幅响应、频率响应和尾涡特征的变化情况进行了详细分析。仿真结果表明:当圆柱振子的振幅随流速的改变而降低时,调整弹簧刚度的大小,可使其保持较大的无量纲振幅和振动频率,并使尾流脱落旋涡之间的间距增大,且脱落模式由“2S”模式变为“2P”模式。

基于直接力浸入边界法的软管泵流固耦合分析

软管泵是一种容积式流体输送设备,其工作原理基于软管变形和流体速度之间的耦合作用,一般需要根据经验或者测试对其性能进行评估,为对大容量软管泵运行状况进行快速且精确地预测,采用直接力浸入边界法建立流固耦合分析模型,通过建立弹簧单元并根据边界位移的三角函数分布假定来实现软管的柔性变形和刚性约束。分析结果得出了单个流程下的边界变形和相应的流体速度,得到了泵运行过程中的流体速度在管截面的分布及其随时间的变化情况,并根据分析模型预测了泵的流量。

微弹簧型CCGA器件植装工艺及评价方法

微弹簧型焊柱以其更好的抗振动、抗温度循环、耐冲击性能将替代高铅焊柱和铜带缠绕焊柱成为未来陶瓷柱栅阵列(CCGA)封装的新选择。针对当前国内微弹簧型CCGA器件工艺研究与评价方法稀缺的现状,以微弹簧型CCGA2577器件为实验对象,开展了植装工艺与评价方法研究,提出了适用于微弹簧型CCGA器件的拉脱强度和剪切强度的测试方法与强度修正方法。结果表明,微弹簧型CCGA2577器件焊柱的焊点空洞率、剪切强度、拉脱强度均满足GB/T 36479—2018和GJB 548C—2021的判据要求。本文提出的植装工艺与评价方法能够有效指导微弹簧型CCGA器件的封装加工与质量评价。

机械网络运动方程与构网型VSG惯量阻尼的比较

随着新能源和电力电子设备的广泛应用,新型电力系统面临着多方面的不稳定性挑战。为了克服这些挑战,采用构网型(grid-forming,GFM)控制技术,可以通过电压支撑和主动惯量调节替代同步机,以确保电力系统的稳定性。但构网型变流器自身的惯量阻尼机理尚不明确,其阻尼系数往往被忽略。该文从机械系统的运动方程出发,首先通过推导质量-弹簧系统的运动方程和构网型虚拟同步机控制方程本质上都是二阶微分方程;然后,通过实验仿真验证了机械网络和电气网络的惯量阻尼机理的一致性;最后,通过Matlab/Simulink仿真在IEEE 39节点系统中验证构网型VSG的阻尼系数在维持稳定同步状态中的关键作用。

动网格在非饱和饱和界面数值模拟中的应用研究进展

为了探讨结构和非结构动网格技术在地下水非饱和-饱和数值模拟领域未来的发展趋势,总结了非饱和-饱和耦合数值模拟研究现状,介绍了动网格技术原理及运动边界结构和非结构网格的变形方法,综述了动网格技术在非饱和-饱和分界面的应用现状及存在的不足,探讨了相关研究的未来发展趋势。综合分析表明:结构动网格和非结构动网格均存在其固有优缺点,结构、非结构混合网格以及多种动边界处理方法的结合使用在非饱和-饱和耦合数值模拟研究中具有重要的应用价值。在模拟潜水面的变动时,可将多种网格变形方法结合使用,当潜水面位置和形状变动较小时,采用弹簧法更新网格;当潜水面位置变化较大但形状变化较小时,采用重叠结构动网格技术或铺层法更新网格;当潜水面形状变动较大时,则采用网格重构法更新网格,从而更精确地模拟非饱和-饱和分界面的变化和移动。相关研究为场地非饱和带土壤与饱和带地下水协同防治工作提供了科学指导。

非结构动网格在三维可动边界问题中的应用

研究用于非结构动网格的弹簧近似方法,采用顶点弹簧描述,导出并讨论了弹簧倔强系数的取值.通过引入边界修正和扭转效应修正,对标准弹簧近似方法进行了改进.转动翼型算例的结果表明,改进后的方法大大提高了网格变形能力和网格质量.应用该动网格方法耦合求解基于(Arbitrary Lagrangian-Eulerian,ALE)描述的三维Euler方程,模拟了作俯仰振动的矩形机翼绕流,计算结果与实验数据及文献计算结果十分一致.作为多个自由刚体与流体耦合运动问题的简单例证,耦合刚体动力学方程,模拟了激波与双立方体的相互作用,得到了非定常流场结构.研究表明,基于弹簧近似的非结构动网格与有限体积格式流场解算器相结合,是模拟包含运动边界的非定常流动问题的有效方法.

非结构动网格在可动边界问题中的应用研究

本文对用于非结构动网格生成的弹簧近似方法进行了研究。通过采用顶点弹簧方法,分析研究了弹簧倔强系数的取值,同时通过引入挤压倔强系数和边界修正,对标准弹簧近似方法进行了改进。改进后的方法可以大大提高网格变形能力和网格质量。应用本文发展的非结构动网格生成方法并通过耦合求解基于(ArbitraryLagrangian-Eulerian ALE)描述的Euler方程,模拟了谐和振动NACA0012翼型及M6机翼的跨音速绕流,计算结果与参考文献提供的结果及实验结果吻合良好。

基于背景网格的混合网格变形方法

混合网格已广泛应用于复杂外形的粘性流动模拟,能否将其推广应用于气动弹性研究,混合网格的变形方法成为主要问题。发展了一种混合网格变形方法,即生成一套非结构四面体背景网格,采用弹簧网络法进行背景网格变形,在背景网格与流场计算的CFD网格之间建立一种快速的代数插值方法,获得流场计算的混合网格变形。由于背景网格仅用于网格变形,不参与流场计算,物面网格可以与流场计算网格不一致,大大减少网格数量,提高弹簧网络法的变形能力和计算效率,进而提升流场计算混合网格的变形能力和计算效率。对于复杂外形流场网格和背景网格在物面的不一致可能造成的覆盖不完全问题,提出了同时生成覆盖流体域和固体域的多套非结构背景网格的方法,保证复杂外形计算时混合网格的高质量变形。由于背景网格采用全三维的线弹簧加扭转弹簧的动网格变形方法,大大提高了大变形的网格变形能力。首先以M 6机翼的非结构和混合网格变形为例,与已有方法比较,验证本文方法的有效性;其次运用于三维转动、平动、弯曲变形等典型工况,说明方法对大变形的实用性;最后运用于气动弹性标模和机翼带外挂导弹的复杂外形的颤振特性计算,说明其处理复杂工程问题的能力。

大展弦比无人机的静气弹问题计算及分析

普遍采用大展弦比机翼的无人机,其气动弹性的问题显得尤为突出。本文主要研究基于非结构弹性网格体系的欧拉方程CFD计算及其在大展弦比无人机静气动弹性问题中的应用。针对三维非结构运动网格技术进行了研究和开发,在此基础上,利用计算流体力学的方法,发展了一套具有一定通用性的、适用于非结构网格的Euler方程流场求解器,并综合上面的技术,进一步通过耦合结构力学方程,对大展弦比无人机的静气动弹性问题进行了计算和分析。

气动弹性及并行化求解研究

使用流固数值计算程序代码耦合的方法,将CFD与CSD耦合研究气动弹性的颤振现象。非定常气动力的CFD解法是基于非结构动网格上的ALE描述的三维Euler方程的有限体积法,结构颤振的CSD解法是基于有限元的线性模式叠加原理的机翼三维振动方程的求解。对用于非结构运动网格生成的标准弹簧近似方法进行了改进,提高了网格变形能力和网格质量。在CFD求解中,使用MPI并行编程方法进行了网格区域分解并行化计算。针对AGARD445.6机翼的案例,进行了试验与计算数据之间的比对,并在运行中通过并行化编程,对耦合解算器的加速比以及并行效率进行了研究。

非结构动网格在三维可动边界问题中的应用研究

对用于非结构动网格生成的弹簧近似方法进行了研究。通过采用顶点弹簧方法,分析研究了弹簧倔强系数的取值,同时通过引入挤压倔强系数和边界修正,对标准弹簧近似方法进行了改进。改进后的方法可以大大提高网格变形能力和网格质量。应用本文发展的非结构动网格生成方法并通过耦合求解基于(Arb itrary Lagrangian-Eu lerian ALE)描述的Eu ler方程,模拟了做谐和振动的刚性无后掠机翼及柔性M6机翼的跨音速绕流,计算结果与实验结果吻合良好。

燃料组件5×5格架多跨模型CFD模拟方法研究

本文详细描述了某典型燃料组件5×5格架模型CFD分析的几何模型简化、网格划分、求解及后处理等过程。在5×5结构单跨模型上研究了弹簧刚突对搅混特性及压降的影响,并采用简化弹簧刚突的5×5格架模型实现了包含11层格架的多跨模型计算。单跨模型计算结果表明,弹簧刚突结构强化了横向流动,利于换热,Nu提高了8%,但弹簧刚突格架模型较简化弹簧刚突模型压降损失增加了40%。多跨模型计算得到了多层格架全程流动换热特性,为燃料组件自主研发中定位格架数量及布置的设计优化以及DNB预测计算提供了有效的CFD分析方法。

弹簧近似法在二维非结构动网格生成技术中的应用

通过控制网格质量改进弹簧近似法,并将其结果与传统方法进行比较。数值模拟结果显示:基于弹簧近似法的非结构动网格随着模型边界旋转角度的增加网格质量逐渐下降;在发生相同旋转角度时,改进弹簧近似法生成网格的质量较传统方法有了较大的改善;传统弹簧近似法模型边界最大旋转角度为13°左右,改进方法可达到27°,较大地提高了网格的变形能力。最后,运用改进的弹簧近似法对二维翼型进行数值模拟,并与传统方法及实验数据进行比较,得到了较满意的结果,该方法能够较好地运用于实际数值模拟中。

用改进非结构动网格方法模拟跨音速非定常绕流

对用于非结构动网格生成的弹簧近似方法进行了研究。通过采用顶点弹簧方法,分析研究了弹簧倔强系数的取值,同时通过引入防扭转、防挤压倔强系数和边界修正,对标准弹簧近似方法进行了改进。改进后的方法可以大大提高网格变形能力和网格质量。应用本文发展的非结构动网格生成方法并通过耦合求解基于ALE(Arbitrary Lagrangian-Eulerian)描述的Euler方程,模拟了做谐和振动的矩形刚性机翼及大展弦比后掠机翼弯扭耦合振动跨音速非定常绕流,计算结果与参考文献提供的结果及实验结果吻合良好。

温度体动网格模型中控制参数的研究

采用调整导热系数和源项分布的方式,对温度体动网格模型所生成的网格品质进行控制.温度体动网格模型将运动边界的位移虚拟为求解域的温度边界条件,以流体能量方程或固体导热方程作为控制方程,通过选取不同的导热系数或源项分布可以得到适合不同求解问题需要的温度分布,并将求解得到的网格节点的温度作为其动态位移量.采用温度体动网格模型计算平动、三维旋转运动、柔性体运动等流固耦合计算中可能涉及的动网格算例.结果表明,在计算效率和生成网格的品质方面,与已有的动态网格生成方法相比,具有较大的优势,可以有效解决流固耦合数值模拟中存在的动态网格生成难题.

服装二维裁片虚拟模拟技术

在三维服装虚拟缝合及试衣过程中,服装二维裁片虚拟模拟是关键技术之一。应用服装CAD软件绘制服装纸样并存储成DXF格式,通过DXF文件接口程序将纸样载入系统。采用正则栅格法对裁片进行四边形剖分,连接四边形对角线完成对二维裁片的三角网格化。以三角形顶点为质点,三角形边为弹簧,构建裁片质点-弹簧模型,通过模型受力分析、数值求解,完成对二维裁片的虚拟模拟。以男士背心为例,通过裁片网格剖分实验验证正则栅格法的有效性;同时完成对背心裁片自然下落于桌面和背心虚拟缝合效果模拟。

基于非结构动网格的跨声速非定常流场求解

对用于非结构动网格生成的弹簧近似方法进行了研究。通过采用顶点弹簧方法,分析研究了弹簧倔强系数的取值,同时通过引入防扭转、防挤压倔强系数和边界修正,对标准弹簧近似方法进行了改进。采用改进后的方法并通过耦合求解了基于ALE(Arbitrary Lagrangian-Eulerian)描述的Euler方程,模拟了做谐和振动的刚性无后掠机翼及某翼身组合体的跨声速绕流。结果表明,改进后的方法可以大大提高网格变形能力和网格质量,且计算结果与实验结果吻合良好。

基于最优比例积分的电力弹簧控制器设计

电力弹簧((Electric Spring,ES)能有效缓解分布式发电系统中出现的间歇性和不稳定性问题,但是在现有控制方式下易引入谐波,且响应时间较长,严重影响了电力弹簧的调节效果。针对PI和PR控制器应用于ES这个非线性复杂系统上稳定性和鲁棒性较差的特点,应用改进的单纯型加速算法(simplex method,SPX),以时间乘以误差平方积分准则作为寻优目标函数,对PI控制器的参数进行实时调整、寻优,使ES的动态响应效果达到最佳。仿真结果表明最优PI控制器能快速、无超调的跟踪ES系统的电压设定值,具有较强的适应性和稳定性。