基于结构化网格的5×5燃料组件流场CFD研究

发布时间：2024-02-25 10:41

　　在压水堆核电站中,反应堆堆芯为整个反应堆系统提供能量,是一回路的关键设备。而燃料组件是堆芯的重要组成部分,研究燃料组件的流场特征非常重要。由于测量燃料组件流场的试验技术复杂,当前广泛采用CFD方法对其流场特性进行研究。论文以核反应堆棒束燃料组件的稳态流场特征为研究对象,采用结构化网格划分方法对棒束燃料组件流场计算域进行网格划分,并使用ANSYS CFX程序对单格架3×3棒束燃料组件、单格架5×5棒束燃料组件及三格架5×5棒束组件的三维流动过程进行了数值模拟,得到流体的入口速度、温度和棒束加热方式、沿程定位格架形式对燃料组件流场的影响。论文还研究燃料组件各部分结构对流场的影响,详细分析定位格架、刚凸、搅混翼等结构周围的局部流场,并比较定位格架和跨间格架对流场的不同影响,对格架间和格架后的湍流和传热特征进行深入探讨。作为完整燃料组件流场分析的算例,所研究的三格架5×5棒束组件由前、后两个定位格架和中间一个跨间格架组成,采用四组搅混翼偏折角度和五组翼片长度,分别计算流场参数,得到翼片几何参数对燃料组件湍流特征和压降的影响。论文的研究结果表明,定位格架作用使流体产生了剧烈的横向交混,在定位格架...

【文章页数】：105 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
    1.1 研究背景与意义
    1.2 国内外研究现状
    1.3 本文研究内容
第二章 5×5 棒束燃料组件CFD分析的模型及计算方法
    2.1 压水堆燃料组件结构介绍
    2.2 带定位格架的 5×5 棒束燃料组件的结构
    2.3 ICEM中常用的网格类型
    2.4 5×5 棒束燃料组件流场分析的数学模型
    2.5 燃料组件流场CFD计算的边界条件和求解
    2.6 湍流模型的选取
    2.7 本章小结
第三章 5×5 棒束燃料组件的几何建模及网格划分
    3.1 5×5 棒束燃料组件几何模型的建立
    3.2 5×5 棒束燃料组件几何建模的简化
    3.3 流场结构化网格的划分方法
    3.4 网格敏感性分析
    3.5 本章小结
第四章 三种棒束燃料组件的单相流场CFD分析结果
    4.1 3×3 棒束模型流场计算
    4.2 5×5 棒束模型流场计算
    4.3 三格架 5×5 棒束组件搅混翼几何参数对组件搅混和压降性能的影响研究
    4.4 本章小结
结论及展望
参考文献
攻读硕士学位期间取得的研究成果
致谢
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本文编号：3910202