核动力系统蒸汽发生器U形管流致振动数值模拟

摘要

蒸汽发生器传热管流致振动现象可能威胁核动力系统的运行安全,是蒸汽发生器设计及运行中必须要考虑的技术问题。本文应用计算流体动力学软件FLUENT,建立传热管绕流截面的等效二维计算模型,通过用户自定义函数(UDF)求解结构动力学方程,再结合动网格模型,实现对蒸汽发生器U形管流致振动现象的流固耦合数值模拟。计算得到传热管固定、涡激振动条件下流体的升力系数、阻力系数以及相应的涡脱频率,同时,获得了传热管的涡激振动位移。最后,揭示了雷诺数及传热管约束方式对传热管振动的影响,为蒸汽发生器的安全分析和优化设计提供参考。