高温气冷堆燃料装卸系统关键技术及核心设备通过验收

由清华大学核能与新能源技术研究院和陕西宝鸡泰华磁机电技术研究所共同研制的高温气冷堆燃料装卸系统关键技术及核心设备在宝鸡高新区通过验收,标志着我国自行设计、制造、运营的世界首座固有安全性球床模块式高温气冷堆关键系统及设备取得重大突破。据悉,宝鸡泰华磁机电技术研究所参与了项目核心部件“HTR—PM燃料装卸系统”系列产品的研制、生产与实验,完成了磁力传动器、磁推力轴承、高耐磨轴承,以及立式卸料机构的热态高温、高压干摩擦及氦气性能实验等20多项项目产品的研制,为该项目今后的商业化运作及专业化生产奠定了基础。     

球床高温气冷堆初装堆芯建立过程模拟

针对球床高温气冷堆HTR-PM的初始临界和启动运行问题,提出了一个初装堆芯建立过程的完整方案,并采用VSOP和蒙卡程序进行了模拟,计算了初装堆建立过程关键时刻的Keff、堆芯临界高度和最大单球功率等物理参数。计算结果表明:在冷态、空气气氛下堆芯达到首次临界时,混合区高度为2. 819 3 m;依靠吸收球分组下落,可以将混合区装载到设定值7. 7 m;在进行气氛切换的过程中,堆芯始终处于次临界状态;在功率提升阶段,单球功率的峰值为2. 42 k W/FS,燃料温度的峰值为1 035℃,依靠22组吸收球可以实现冷停堆。计算结果均满足设计要求,证明了所设计的初装堆建立过程方案的安全可行性,可以为HTR-PM初始临界和启动运行提供参考。     

铅铋回路自然循环瞬态特性与腐蚀沉积研究

为了解决液态铅铋回路在自然循环状态下腐蚀沉积对堆内结构材料的影响问题，本文开展了铅铋回路自然循环瞬态热工水力行为分析与溶解腐蚀沉积研究。通过对铅铋实验回路进行数学建模，开发了适用于瞬态自然循环的热工水力程序和腐蚀沉积程序。进行了瞬态启动、功率阶跃等典型工况下的瞬态热工水力行为分析，以及在无氧、氧控状态下的回路腐蚀沉积分布研究。结果表明：在瞬态启动过程中，铅铋回路温度波动较大，功率阶跃与入口温度增加均会导致自然循环流量的增加；铅铋回路自然循环运行且无氧控时腐蚀非常严重，在引入氧控后(c₀=1×10^-8),最大腐蚀速率仅为无氧控时的1/1 000,并且加热功率的提高会导致回路的腐蚀沉积速率增加，无氧和氧控状态下结果一致。本文为铅铋回路安全稳定运行提供参考。     

三维爆炸场可视化

为了将三维爆炸场可视化及分析爆炸过程复杂的物理现象,从三维多流体网格法得到数值模拟结果,基于爆炸与冲击的特征,采用直接体绘制的方法进行三维可视化.在此基础上,设计了三维可视化软件--ViSC3D.介绍了三维爆炸场可视化的理论、方法及ViSC3D软件设计的算法、功能.该软件是三维爆炸场的重要分析工具,可以便于研究人员对难于直接观察、分析的爆炸场进行全貌和细节的观察和分析.利用ViSC3D,对山沟中的爆炸场进行了整体、剖面可视化及二维切片的抽取,比较详细地展现了爆炸场的概貌和局部细节.ViSC3D软件亦可适用于其它类似三维数据场的可视化.     

移动端到移动端3D MIMO宽带信道建模与仿真

提出了一种基于几何的适用于宽带多输入多输出(MIMO)移动端到移动端无线信道的随机散射模型.假设有效散射体位于三维(3D)双柱体的表面,将已有的窄带模型扩展到宽带并且把载频和带宽引入模型中,利用仿真实现信道,通过实现的信道矩阵进一步开展信道特征和参数研究,与现有的解析方法相比更加简单直接.通过对3D双柱体和二维双环散射模型的比较发现,3D模型对应的功率延迟分布的归一化功率和均方根时延扩展比二维的小,3D信道容量有一定的提升.     

二维大涡数值模拟的算例及其分析

根据文[1]中给出的二维大涡模拟方程的离散形式及数值解法，编制了一套数值计算程序，并通过计算二维后阶湍流流动和双流道式污水泵叶轮内部流场的实例计算，验证了文[1]中推导出的方程的正确性、可解性，以及提供的数值解法的可行性和可靠性．经文中的实例计算，并把计算结果与实验实测结果相比较，令人十分满意．从而表明：二维大涡数值模拟既保持了原有三维形式的优点，又大大简化了三维求解对计算条件的苛刻要求，有望使大涡数值实现广泛的工程应用．     

二维完全耦合有限元地震分析程序SUMDES2D

SUMDES2D是二维完全耦合有限元地震分析程序,可用于分析土工结构在多向振动作用下的地震响应.该程序是基于动量守恒和质量守恒两个物理定律,以及分别描述土骨架、孔隙水和渗流等3个本构关系的有效应力分析程序.程序中嵌入了基于与状态相关的剪胀性的临界状态砂土模型.该程序不仅能给出土结构的总体响应,如位移、孔隙压力和加速度等,且能给出土单元局部的应力路径和应力应变关系.介绍了SUMDES2D的理论推导,举例说明该程序在土坡流动液化变形分析中的应用.     

基于超复数计算的3D径向坐标可视化映射方法

提出一种多维数据3D空间可视化方法。在二维径向坐标映射基础上,引入雷达图的面积特征作为第三维,构成三维径向坐标映射。基于超复数实现径向坐标在3D空间的计算。实验结果表明,三维映射较二维映射更能反映数据结构信息,有效处理了二维径向坐标映射中映射数据点易堆叠的问题。     

非对称翅片管换热器的实验及流场分析

提出设计一种新型非对称翅片管式换热器,通过对非对称式翅片管不同工况进行实验,研究其传热过程和传热效果.通过对传热系数的计算,比较其与环状翅片管管束和光管管束的传热性能.并且利用ANSYS对三种换热器进行数值模拟,分析其流场.结果表明:非对称翅片管对流体的扰动要强于环状翅片管和光管,在相同参数条件下,非对称翅片管换热器的换热效果优于环状翅片管和光管式换热器.     

高温气冷堆氦气涡轮三维气动性能分析

为了核算涡轮设计方案,评价设计结果的优劣,优化涡轮气动特性.从多级联算的角度,采用多重网格技术,在静、动叶之间利用"混合平面"方法对高温气冷堆氦气轮机的六级涡轮进行了三维黏性流场计算分析.结果表明,无论总体参数还是叶列间参数计算值与设计结果均吻合较好,并且经分析发现导叶采用了"后部加载"叶型,使涡轮具有了优良的变工况气...     

断续节理洞群渗流效应的数值模拟

采用三维有限差分FLAC^3D程序，以二滩工程地下洞群为背景，考虑断续节理是影响地下洞室围岩稳定的重要因素，为有效反映其影响，本文提出Interface界面模型模拟断续节理的力学效应，对考虑与不考虑节理岩体渗流对围岩稳定性进行了大量计算工况的准三维数值模拟。得到相应的结论，可供大型地下洞室群稳定分析时作为参考。     

多模块核电厂概率安全分析全工况始发事件研究

为了分析多模块核电厂在不同运行状态下的风险,本文将关注重点从功率工况拓展到核电厂全工况.采用"先单模块后多模块"的思想,分析模块运行状态组合,进行对应状态的始发事件识别,实现始发事件频率的定量化计算,归纳出一套适用于多模块核电厂概率安全分析的全工况始发事件分析方法,确定了多模块概率安全分析定量化的第1步.同时,以双模块高温气冷堆丧失厂外电事故为例,对本文提出的始发事件识别过程和频率确定方法进行了论证.研究表明:该方法充分利用了单模块概率安全分析的结果,易于理解且流程简便,对多模块概率安全分析研究具有奠基意义.     

摇摆对单相自然循环系统流动特性的影响分析

针对摇摆对加热段为窄矩形通道的自然循环系统单相流动特性的影响,开展了实验研究。为了进一步分析摇摆对流动特性的影响机理,采用自主开发的系统分析程序,对实验工况下的系统行为进行了数值模拟。结果表明:在实验参数范围内,角加速度幅值是摇摆影响质量流量的本征量。当热工参数相同时,角加速度的幅值越大,摇摆运动下的时均流量与静止时的流量比值越小。基于静止条件下的阻力关系式开发的程序,可以较好地模拟摇摆条件下单相自然循环流动特性。摇摆引起的流量波动是摇摆对单相自然循环流动阻力特性影响的主要机制。     

基于3D平台龙门式电火花线切割编译仿真系统的研究

设计了龙门式电火花线切割译码仿真程序．建立了系统框架．对编译模块进行了细分，对轨迹链表的获取及二维工件，三维工件刀补的过程，仿真模块的层次结构及核心技术的实现做了详细的介绍．本系统在OpenGL环境下实现了仿真模块，能显示出更为直观的3D零件图形．编译模块使用了LEX＆YACC工具软件从而大大地提高了程序的开发效率，程序质量也得到保障．介绍了OpenGL环境及LEX＆YACC的特点．     

煤矿乏风甲烷分离富集过程的数值研究

建立了吸附床内煤矿乏风二维气体流动、吸附传质的数学模型,以轴向流吸附床为研究对象,对活性炭富集分离煤矿乏风甲烷过程进行了模拟,得到了各个循环步骤下床内详细的流动、浓度和吸附量分布;详细分析了活性炭吸附床对煤矿乏风甲烷的吸附富集特性,并对回收时间进行优化,模拟结果与实验结果符合较好.另外,还对不同原料气浓度工况进行了对比研究.     

一种新型的二维微量进给工作台系统

提出了一种适用于超精密切削的新型二维微进给工作台系统，工作台的Ｘ、Ｙ方向分别采用三个弹性变形筋的非对称新型结构形式，使刀具安装面位于工作台面的一个角落上。并对这种新型结构形式进行了理论和实验分析，分析表明这种结构形式的微进给工作台不仅在Ｘ、Ｙ、Ｚ三个方向具有较高的刚度，而且其它动静特性满足超精加工的要求。     

一种新型的二维向量进给工作台系统

提出一种适用于超精密切削的新型二维微进给工作台系统，工作台的Ｘ，Ｙ方向分别采用三个弹性变形盘的非对称新型结构形式，使刀具安装面位于工作台面的一个角落上。并对这种新型结构形式进行了理论和实验分析，分析表明这种结构形式的微进给工作台不仅在Ｘ，Ｙ，Ｚ三个方向具有较高的刚度，而且其它动静特性满足超精加工的要求。     

一种用于微观组织模拟的三维元胞自动机模型

元胞自动机是复杂体系的一种理想化模型,特别适合于处理那些难以用数学定量描述的复杂动态体系问题,如材料微观组织的演变模拟．它非常适合于计算机模拟实施．利用C 计算机语言,运用OpenGL网形函数库建立了一种三维元胞自动机模型．该模型具备了经典元胞自动机的基本特征,因此可以根据需要进行扩展．由于运用了0penGL的实时3D技术使得模拟结果更加逼真,并可以从多角度进行观察．文中运用该模型进行了简化的枝晶生长模拟,并与二维的模拟结果进行比较,验证了该模拟的正确性．     

高温泡沫辅助多元热流体技术机理研究及应用

针对水平井多元热流体多轮次吞吐过程中存在气窜的问题,在室内实验筛选适用于NB35-2油田的高温泡沫体系的基础上,利用数值模拟软件建立高温泡沫辅助多元热流体一维和三维数值模拟模型,分析高温泡沫辅助多元热流体技术提高采收率机理。结果表明,高温泡沫辅助多元热流体数值模拟模型拟合精度高,其提高采收率机理主要有抑制注入气体窜流,减少注入热损失以及保持注入井近井地带地层能量等3个方面。现场应用表明,高温泡沫辅助多元热流体可以降低多轮次吞吐气窜问题,能进一步提高多元热流体多轮次吞吐后期的开发效果。     

基于深度学习三维成型的钢板表面缺陷检测

为了解决二维检测方法难以检测带有深度信息的缺陷问题，提出全新的三维重建网络.提出基于多尺度特征增强的级联式三维重建网络(MFE-CasMVSNet)，并与点云数据处理技术结合，用于钢板表面缺陷检测.为了提高三维重建的精度，提出位置导向的特征增强模块(PFEM)和多尺度特征自适应融合模块(MFAFM)，对特征进行有效提取并减少信息丢失.提出基于曲率稀疏化的密度聚类方法 (CS-DBSCAN)，用于精确识别不同部位的缺陷.引入三维检测框，实现对缺陷的定位与检测可视化.实验结果表明，相较于图像几何的重建方法，MFE-CasMVSNet能够更加精确、快速地实现钢板表面的三维重建.相较于二维检测，三维缺陷检测能够精确获取缺陷的三维形状信息，实现对钢板表面缺陷的多维度检测.