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题名管束结构的阻尼控制型流弹失稳特性研究
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作者
冯志鹏
臧峰刚
刘帅
黄旋
齐欢欢
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机构
中国核动力研究设计院核反应堆系统设计技术重点实验室
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出处
《振动与冲击》
EI
CSCD
北大核心
2024年第1期83-90,106,共9页
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基金
四川省自然科学基金资助项目(2022NSFSC1182)。
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文摘
尽管自2012年SONGS事故以来,流弹失稳对管束结构的危害性和重要性再次引起了重点关注,但对导致这种不稳定现象的根本因素仍未确定。为进一步研究流弹失稳的基本物理机制,以压水堆蒸汽发生器通常采用的平行三角形管束为对象,基于开源CFD(computational fluid dynamics)工具OpenFOAM,同时耦合管的动力学方程,求解具有移动边界的非定常Navier-Stokes(uRANS)方程,建立了研究阻尼控制型不稳定机制的数值模型,进而预测管束的流固耦合振动,揭示影响阻尼控制型不稳定机制的关键参数和流动响应;重点讨论了不同质量阻尼参数下,系统的响应特性、能量输入与耗散,升力与位移间的相干性、相位差、相关系数,升力的频谱特性,主导激励机理。进一步揭示了管束流弹系统中占主导地位的激励机理和关键流动现象,有助于理解管束与流体之间的相互作用机理,同时为工程中使用开源CFD工具OpenFOAM预测流弹失稳行为提供了参考。
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关键词
流致振动
流体弹性不稳定性(fei)
管束
阻尼控制机制
OPENFOAM
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Keywords
flow-induced vibration
fluid-elastic instability(fei)
tube bundle
damping-controlled mechanism
OpenFOAM
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分类号
O322
[理学—一般力学与力学基础]
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题名管束结构流弹失稳的数值预测方法研究
被引量：1
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作者
冯志鹏
蔡逢春
臧峰刚
齐欢欢
黄旋
刘帅
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机构
中国核动力研究设计院核反应堆系统设计技术重点实验室
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出处
《振动与冲击》
EI
CSCD
北大核心
2023年第23期49-54,共6页
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基金
国家自然科学基金资助项目(51606180,11872060,11902315)
四川省自然科学基金资助项目(2022NSFSC1182)。
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文摘
流弹失稳(流体弹性不稳定)会在短时间内导致管束破坏,是蒸汽发生器设计必须考虑的流致振动机理。通过理论建模和计算流体力学(computational fluid dynamics, CFD)计算相结合的方式,发展流弹失稳行为的数值预测方法。首先,分别基于准稳态理论、非稳态理论和一维非定常流动理论,推导出目前研究最广泛的三种流弹失稳理论模型的控制方程和关键参数的数学模型;然后,发展理论模型中众多参数的辨识方法,通过仿真数据驱动的方式,获得全套流体力相关参数;最后,以华龙一号蒸汽发生器的传热管为对象,建立管束结构流弹失稳的数值预测方法,并用现有试验数据验证。结果表明,通过CFD计算辨识的流体力相关参数与已有试验结果吻合,CFD计算与理论模型耦合的数值预测方法,具备一定的实用性;完成了数值预测方法的工程应用,预测结果与验证性试验的结论一致;数值预测方法结合了理论建模和CFD计算的优点,同时避免了对海量计算资源的需求、降低对试验数据的依赖,有利于在工程中推广应用。
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关键词
流体弹性不稳定(fei)
计算流体力学(CFD)
管束
流致振动
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Keywords
fluid-elastic instability(fei)
computational fluid dynamics(CFD)
tube bundle
flow-induced vibration
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分类号
O322
[理学—一般力学与力学基础]
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