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CARR堆芯三维流场与温场数值模拟研究

专 业: 核能科学与工程
关键词: China Advanced Research Reactor Computational Fluid
分类号: O571
形 态: 共 84 页 约 55,020 个字 约 2.632 M内容
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内容摘要


中国先进研究堆China Advanced Research Reactor,CARR是一座正在设计建造的高参数、多用途的反中子阱型池式研究堆。

反应堆由轻水冷却慢化,重水作为放射层。

紧凑堆芯、堆芯体积功率密度大、燃料包壳表面高热负荷和冷却剂高流速,给热工水力设计带来了新的挑战。

如何有效导出堆内燃料和构件发热,保证燃料和结构材料温度在设计允许范围内,是反应堆设计的重要内容。

本文进行了计算流体力学Computational Fluid Dynamics,CFD应用于CARR堆芯的基准化研究,和堆芯部件的流场与温场三维数值模拟。

计算结果用于热工水力设计、安全和力学分析。

研究采用商用CFD软件CFX4.4和CFX5.5。

1.CFD应用于CARR堆芯计算的基准化研究。

CARR燃料组件采用板状燃料元件。

堆芯主要包含狭长矩形冷却剂通道。

通过对这种特殊流道的基准化研究来提高CFD计算结果的准确性和可信性。

研究是在一个典型矩形通道模型上进行,以实验数据和经验公式为基准,主要分析壁面函数包括CFX中的标准壁面函数和Scalable Wall Function、近壁网格疏密及湍流模型包括k-ε模型,RNG ..……

全文目录


摘要
第一章 概述
1.1 CARR简介
1.2 研究的目的与意义
1.2.1 研究目的
1.2.2 研究意义
1.3 研究现状及关键技术
1.3.1 研究现状
1.3.2 关键技术
1.4 主要研究内容及方法
1.4.1 CFD应用于CARR堆芯的基准化
1.4.2 CARR堆芯数值模拟
第二章 理论基础与基准化研究
2.1 控制方程组
2.2 湍流模拟方法
2.3 Reynolds时均方程法
2.3.1 涡粘系数模型Eddy Viscosity Models
2.3.2 Reynolds应力模型
2.4 壁面函数法
2.4.1 壁面函数的基本思想
2.4.2 Scalable Wall Function
2.4.3 壁面函数应用讨论
2.5 窄缝流动与传热分析—CFD应用于CARR堆芯计算的基准化研究
2.5.1 分析模型及方法
2.5.2 经验公式
2.5.3 轴向网格密度分析
2.5.4 近壁网格及湍流模型
2.5.5 基准化分析小结
第三章 CARR堆芯数值计算
3.1 标准燃料组件
3.1.1 标准燃料组件的阻力特性
3.1.2 标准燃料组件内流量分配
3.1.3 标准燃料组件温场计算
3.2 跟随体燃料组件
3.2.1 计算模型
3.2.2 计算结果
3.3 堆芯容器及填充体
3.3.1 计算模型
3.3.2 计算结果
第四章 总结
4.1 结论
4.2 工作中的不足
4.3 今后工作建议
参考文献
附表1 参数表

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中图分类: > O571 > 数理科学和化学 > 原子核物理学、高能物理学 > 原子核物理学

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