检索结果-内蒙古大学图书馆

原子能科学技术 2021年第7期55卷 1276-1287页

作者：李小畅邓坚杨小磊郭涌辉陈广亮田瑞峰哈尔滨工程大学航天与建筑工程学院黑龙江哈尔滨150001 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四川成都610041 哈尔滨工程大学核科学与技术学院黑龙江哈尔滨150001

针对计算流体力学(CFD)与三维精细化建模方法应用于反应堆燃料组件热工水力分析时普遍面临计算量较大和计算效率较低的问题,本文基于搅混翼对流场及温度场的阻流、导流、搅混与换热强化等方面的影响机理,通过建立搅混翼的虚拟体积力数... 详细信息

针对计算流体力学(CFD)与三维精细化建模方法应用于反应堆燃料组件热工水力分析时普遍面临计算量较大和计算效率较低的问题,本文基于搅混翼对流场及温度场的阻流、导流、搅混与换热强化等方面的影响机理,通过建立搅混翼的虚拟体积力数理模型来考虑搅混翼对热工水力的影响。以两通道模型为研究对象,将虚拟体积力模型以动量源项的形式加入无翼片通道中,获得了带搅混翼通道的热工水力特性。该方法避免了直接对燃料组件中的复杂搅混翼结构进行贴体网格建模,可显著简化建模过程、降低计算量及提高计算效率。通过与实验数据及传统贴体网格建模结果的综合对比分析,验证了模型的有效性。研究结果表明:搅混翼对棒束通道流场及温度场的综合影响,可等效为结构对流体施加的某种作用力改变了流体质点运动规律,从而表现出特殊的热工水力现象;虚拟体积力动量源模型所计算的流速、压降及换热系数等关键热工水力参数,与实验数据及传统贴体网格计算结果吻合良好,并能适应不同流速工况。

关键词：燃料组件搅混翼热工水力动量源数值建模数值反应堆

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高温铅铋环境铁马钢表面氧化膜微动磨损行为研究

高温铅铋环境铁马钢表面氧化膜微动磨损行为研究

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中国核学会2023年学术年会

作者：米雪孙奇郑学超朱旻昊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西南交通大学材料科学与工程学院

液态铅铋共晶合金具有优异的热工水力学和中子学性能,是第四代液态金属冷却快堆最重要的冷却工质之一。但铅冷快堆燃料包壳管主要候选材料铁素体/马氏体钢(铁马钢,如T91)在高温铅铋环境中存在严重液态金属腐蚀和脆化问题,一定程度上阻... 详细信息

液态铅铋共晶合金具有优异的热工水力学和中子学性能,是第四代液态金属冷却快堆最重要的冷却工质之一。但铅冷快堆燃料包壳管主要候选材料铁素体/马氏体钢(铁马钢,如T91)在高温铅铋环境中存在严重液态金属腐蚀和脆化问题,一定程度上阻碍了该堆型的工程化应用进程。研究表明,铁马钢表面氧化层可阻碍液态铅铋合金与钢材料表面的直接接触,从而缓解腐蚀和脆化效应。然而,在实际堆内环境中,铁马钢表面的氧化膜会遭受由流致振动诱发的微动磨损作用,其完整性受到了极大的考验。本文针对液态铅铋合金环境下T91钢表面氧化膜在发生微动磨损时的完整性问题,开展切向微动磨损实验研究。结果表明,微动磨损会导致T91钢表面氧化层以脆性剥落的方式失效。诱发剥落的微裂纹倾向于优先在位于磁铁矿/Fe-Cr尖晶石界面上的孔洞处形核,继而沿着该界面以及Fe-Cr尖晶石/基体界面扩展。当微裂纹尺寸超过一定的临界值,氧化膜便发生逐层脱落。

关键词：铅铋合金氧化膜微动磨损铁素体/马氏体钢

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核级管道布置与力学分析协同优化设计方法研究

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核动力工程 2020年第S1期41卷 51-54页

作者：白晓明郑连纲张毅雄唐涌涛卢喜丰蔡鼎阳谢安丽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成都610213 核工业工程研究设计有限公司北京101300

本文开发了一种自动管道模型同步技术,实现了从布置模型到力学模型的高效转换,建立了一套基于群智能算法的优化方法,实现了对管道力学性能的快速优化,最终实现了核级管道布置与力学分析的协同优化设计框架,并开发了相应的软件工具,有效... 详细信息

本文开发了一种自动管道模型同步技术,实现了从布置模型到力学模型的高效转换,建立了一套基于群智能算法的优化方法,实现了对管道力学性能的快速优化,最终实现了核级管道布置与力学分析的协同优化设计框架,并开发了相应的软件工具,有效减少了管道调整过程中的迭代次数。

关键词：核级管道协同优化设计力学分析管道布置

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瞬变外力场下反应堆系统自然循环特性研究

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科技视界 2022年第29期 35-38页

作者：陈冲陆祺孙洪平武小莉中国核动力研究设计院四川成都610000 核反应堆系统设计技术重点实验室四川成都610000

反应堆系统常采用自然循环方式运行,自然循环系统驱动压头较小,并且受冷热源高度差影响较大,极容易受到瞬变外力场影响。在本研究中首先基于理论方法建立典型瞬变外力条件下自然循环驱动力模型,开发自然循环分析程序,研究不同条件下系... 详细信息

反应堆系统常采用自然循环方式运行,自然循环系统驱动压头较小,并且受冷热源高度差影响较大,极容易受到瞬变外力场影响。在本研究中首先基于理论方法建立典型瞬变外力条件下自然循环驱动力模型,开发自然循环分析程序,研究不同条件下系统流量变化特性,结果表明:受瞬变外力场影响自然循环系统流量会发生周期性的波动,波动周期与外力变化周期一致;受绕x旋转引起的瞬变外力场影响,水平段及竖直段驱动力均远大于绕y旋转工况;提高上升段的高度并且减小水平段在旋转轴垂直方向的长度可以提高自然循环系统的稳定性,这一结论可以为系统管路布置提供理论依据。

关键词：瞬变外力场自然循环驱动力系统程序

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纳米单晶铜磨料磨损的分子动力学研究

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有色金属工程 2021年第1期11卷 50-55页

作者：杜华杨龙龙于紫舒吴冰洁张亚楠孙琨方亮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成都610014 西安交通大学金属材料国家重点实验室西安710049

使用开源分子动力学模拟软件,建立了单晶铜三体磨料磨损的分子动力学模型,模拟不同水膜厚度和载荷下单晶铜三体磨料磨损的过程,分析了在水膜厚度和载荷对单晶铜基体磨料磨损的磨损机制和磨损率。结果表明:无水膜时,磨料直接压入单晶铜基... 详细信息

使用开源分子动力学模拟软件,建立了单晶铜三体磨料磨损的分子动力学模型,模拟不同水膜厚度和载荷下单晶铜三体磨料磨损的过程,分析了在水膜厚度和载荷对单晶铜基体磨料磨损的磨损机制和磨损率。结果表明:无水膜时,磨料直接压入单晶铜基体,随着载荷的增大,基体被磨损的铜原子大幅度增加。在一定载荷下,由于水膜具有优异的承载和润滑作用,随着水膜厚度的增大,单晶铜基体磨损率减小。在一定水膜厚度下,随着载荷的增大,磨料压穿水膜与基体直接接触,且磨料与基体间的作用力随载荷增大而增大,故基体的磨损率增大。

关键词：分子动力学模拟单晶铜磨损机制磨损率

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锆合金包壳管氢致延迟开裂应力强度因子阈值研究

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核动力工程 2020年第S1期41卷 112-117页

作者：夏仲佳张靖宇丁淑蓉陈亮复旦大学力学与工程仿真研究所上海200433 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成都610213

针对受对称双集中力作用的含双边缘裂纹的锆合金包壳管,采用数值模拟方法,获得裂纹尖端应力场,建立了应力强度因子与裂纹长度、对称双集中力大小之间的关系。结合氢致延迟开裂(DHC)应力强度因子阈值(KIH)的理论求解方法,获得受对称双集... 详细信息

针对受对称双集中力作用的含双边缘裂纹的锆合金包壳管,采用数值模拟方法,获得裂纹尖端应力场,建立了应力强度因子与裂纹长度、对称双集中力大小之间的关系。结合氢致延迟开裂(DHC)应力强度因子阈值(KIH)的理论求解方法,获得受对称双集中力作用的包壳管的KIH和临界参数的解析表达式,据此考察实验研究了温度对其产生的影响。研究结果表明,受对称双集中力作用的含双边缘裂纹包壳管的KIH、临界载荷及临界裂纹长度均随温度的升高而增大,与实验所得到的变化趋势相吻合,这种随温度变化的趋势与预开裂区域的应力状态接近于平面应力状态这一事实密切相关。

关键词：锆合金包壳管氢致延迟开裂(DHC) 应力强度因子阈值(KIH)

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基于分子动力学模拟Fe的辐照损伤行为研究

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科技视界 2022年第21期 32-34页

作者：田超温兴坚唐松乾应栋川李文瀚核反应堆系统设计技术重点实验室四川成都610213 中国核动力研究设计院四川成都610213

反应堆压力容器或其关键设备可能会长期受到来自堆芯的高能中子射线照射造成辐照损伤,从而影响到其关键性能,所以需要对压力容器和关键设备的辐照损伤行为开展模拟研究。文章利用分子动力学原理,采用分子动力学分析软件LAMMPS以及后处... 详细信息

反应堆压力容器或其关键设备可能会长期受到来自堆芯的高能中子射线照射造成辐照损伤,从而影响到其关键性能,所以需要对压力容器和关键设备的辐照损伤行为开展模拟研究。文章利用分子动力学原理,采用分子动力学分析软件LAMMPS以及后处理可视化分析软件OVITO对Fe晶体在接受辐射照射后的缺陷数量进行了初步研究,并系统分析了初级离位原子(PKA)的温度、飞行方向和能量对缺陷的影响。结果表明:(1)辐射照射后形成的缺陷对数量随PKA温度的增加会出现一个小幅度减少的态势;(2)PKA方向变化对辐照损伤后形成的缺陷对数量影响不大,而仅仅影响其分布;(3)辐射缺陷相对数量随着PKA携带能量的升高而增大。

关键词：分子动力学 Fe晶体辐照损伤

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控制棒驱动机构销轴磨损寿命与可靠性仿真

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兵器装备工程学报 2021年第3期42卷 219-224页

作者：于天达张志强刘彦霆余志伟周旭郭玉贝孙博钱诚任羿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成都610213 北京航空航天大学可靠性与系统工程学院北京100089

采用有限元仿真、蒙特卡洛仿真、Archard磨损模型和应力强度干涉理论开展了钩爪伸出和收回工况下的销轴滑动磨损寿命与可靠性研究。钩爪收回工况与伸出工况相比,3个销轴的平均法向载荷和接触面积显著增加,而滑动距离变化较小。到第1800... 详细信息

采用有限元仿真、蒙特卡洛仿真、Archard磨损模型和应力强度干涉理论开展了钩爪伸出和收回工况下的销轴滑动磨损寿命与可靠性研究。钩爪收回工况与伸出工况相比,3个销轴的平均法向载荷和接触面积显著增加,而滑动距离变化较小。到第1800万次运动步数时,钩爪缓冲轴销轴、连杆衔铁销轴和钩爪连杆销轴的磨损可靠度预测值分别降低到0.0761、0.2328和0.2930,无法满足新一代预测驱动机构超长寿命的要求。此外,针对销轴磨损模型中的参数进行了基于有限差分法的可靠性灵敏度分析,可为后续提高销轴磨损可靠性水平提供参考。

关键词：控制棒驱动机构销轴磨损有限元仿真寿命预测可靠性

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放射性能谱智能化分析程序开发和应用

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科技视界 2022年第1期 20-22页

作者：田超刘嘉嘉温兴坚张宏越吕焕文中国核动力研究设计院四川成都610213 核反应堆系统设计技术重点实验室四川成都610213

反应堆一回路系统以及事故后的安全壳内包含了裂变产物、腐蚀产物以及活化产物等放射性源项。由于放射性核素的数目繁多,其衰变形式复杂多样化,放射性核素衰变产生的能谱的准确性对安全壳内放射性剂量的评价会产生重要的影响,基于此,文... 详细信息

反应堆一回路系统以及事故后的安全壳内包含了裂变产物、腐蚀产物以及活化产物等放射性源项。由于放射性核素的数目繁多,其衰变形式复杂多样化,放射性核素衰变产生的能谱的准确性对安全壳内放射性剂量的评价会产生重要的影响,基于此,文章开发了基于复杂分布源的放射性能谱智能化分析程序,并进行了验证。结果表明:(1)所开发的程序理论模型正确;(2)与对标程序进行验证和应用分析,结果准确。

关键词：放射性能谱智能化

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反应堆辐射屏蔽多目标优化方法研究

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核动力工程 2020年第5期41卷 178-184页

作者：张泽寰宋英明卢川唐松乾肖锋吕焕文杨俊云毛婕南华大学核科学技术学院湖南衡阳421001 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成都610213

为解决基于蒙特卡罗方法的传统屏蔽优化方法效率低、可应用性差的缺点,本文基于精英策略的非支配排序遗传算法(NSGA-Ⅱ)和小批量随机梯度下降法(MBGD)对反应堆屏蔽优化方法进行了研究,同时改进了遗传算法自适应变异率算子以增强遗传算... 详细信息

为解决基于蒙特卡罗方法的传统屏蔽优化方法效率低、可应用性差的缺点,本文基于精英策略的非支配排序遗传算法(NSGA-Ⅱ)和小批量随机梯度下降法(MBGD)对反应堆屏蔽优化方法进行了研究,同时改进了遗传算法自适应变异率算子以增强遗传算法的全局寻优能力,提出了反应堆屏蔽多目标优化方法。构建反应堆二次屏蔽多目标优化模型,将蒙特卡罗方法与神经网络预测方法输出的屏蔽后归一化中子透射率进行对比,验证了MBGD的准确性。通过神经网络与NSGA-Ⅱ的耦合对屏蔽参数进行约束寻优,能够快速找到屏蔽设计模型的Pareto前沿,可实际应用于反应堆辐射屏蔽多目标优化工程设计。

关键词：辐射屏蔽多目标优化小批量随机梯度下降法(MBGD) 非支配排序遗传算法(NSGA-Ⅱ)

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