基于数值模拟反应堆吊篮的流致振动响应研究

摘要

本文针对反应堆内部吊篮结构的流致振动问题进行分析研究。基于数值仿真对吊篮结构在空气与静水中的振动特性进行分析，讨论反射层对吊篮结构固有振动特性的影响;考虑流体脉动压的作用，计算分析吊篮结构的流致振动响应。论文的主要工作及研究成果包括:
　　1.应用通用商用软件ANSYS，对吊篮结构进行三维实体建模，并获得其合理网格及边界条件。
　　2.分别计算分析空吊篮与含反射层的吊篮结构在空气与静水中的固有振动特性。计算结果表明:在空气中，反射层结构的存在对吊篮结构的二阶梁式振动频率的影响较大;结构在静水中的各阶固有振动频率较其在空气中均有明显下降。
　　3.基于由FLUENT计算获得的吊篮表面脉动压力分布，计算分析吊篮结构在脉动压力作用下的振动响应，作出吊篮组件结构表面的均方根值分布图，对吊篮表面位移的响应进行分析。计算结果表明:吊篮下端有约束时，出水口处位移最大。

目录

声明

摘要

第1章 绪论

1．1 课题研究背景目的

1．2 国内外核能的发展概述

1．3 流固耦合技术发展及其在吊篮振动特性应用状况

1．3．1 流固耦合技术发展

1．3．2 反应堆吊篮研究历程

1．4 论文主要研究内容

1．5 本章小结

第2章 吊篮动力学研究方法

2．1 动力学分析的基本理论

2．1．1 模态分析

2．1．2 湿模态法

2．1．3 吊篮动力响应分析

2．2 有限单元方法的简介

2．2．1 有限元的发展

2．2．2 有限单元法的过程

2．2．3 ANSYS有限元分析软件

2．3 本章小结

第3章 吊篮结构有限元模型的建立

3．1 反应堆结构的组成

3．2 吊篮结构的力学模型模型简化

3．3 吊篮三维几何模型的建立

3．4 吊篮组件有限元网格的划分

3．5 水介质的建模与有限元网格的划分

3．6 本章小结

第4章 吊篮结构在空气与静水中的振动特性分析

4．1 吊篮在空气和静水中振动特性(不含反射层)

4．2 吊篮在空气和静水中的振动特性分析(包含反射层)

4．3 本章小结

第5章 吊篮的流致振动响应计算

5．1 计算流体力学

5．1．1 控制方程

5．1．2 边界条件

5．2 脉动压力的获得

5．2．1 FLUENT脉动压力的采集

5．2．2 流体力的施加

5．3 脉动压力作用下吊篮的振动响应分析

5．4 本章小结

总结与展望

致谢

参考文献

攻读硕士学位期间发表的论文及科研成果