棒束通道内环状流气液界面行为及形成机理研究

棒束通道中环状流气液界面行为的研究，能为压水堆的事故处理和沸水堆电厂的正常运行提供数据和理论支撑。本研究针对3×3棒束通道中环状流气液波状界面形式进行记录与分析，绘制详细的环状流流型图，并针对其形成机理进行分析。结果表明：棒束通道中的环状流主要有搅混型、未全润湿、平滑边界型、单一波状流、包状扰动波、带状扰动波和带状扰动波叠加液相丧失7种形式；单一波状流是当气相速度较高、液相速度较低时，气液界面上发生的有固定波峰和波谷、以固定速度向上运动的流动形式，其现象可通过Kelvin-Helmholtz型不稳定性理论来解释；当液相流量升高或气相流量减少时，发生单一波状流界面失稳，界面能量增加，进入到包状扰动波或带状扰动波阶段；当能量超过1.6 kPa²/Hz时，界面能量超过底层液膜束缚能力，产生液相丧失型环状流。     

带定位格架的5×5棒束通道内过冷沸腾流动传热数值研究

基于流体体积函数(VOF)两相流模型,通过在控制方程中加入适当的质量源项和能量源项,建立了过冷沸腾模型,利用该模型对5×5定位格架棒束通道内的过冷沸腾现象进行数值模拟,研究了有无过冷沸腾现象2种工况下的传热特性以及入口速度、入口过冷度等因素对燃料组件内传热特性的影响。结果表明:有过冷沸腾现象时流体的传热效果优于无过冷沸腾现象,在有过冷沸腾现象时,总体上通道内传热系数与入口速度呈正相关,与入口过冷度呈负相关;在局部区域,相变传热占据主导因素,过冷沸腾程度越强,流体的传热效果越好。     

黑莓微波真空干燥传热特性

对黑莓进行微波真空干燥,研究不同微波功率和真空度对黑莓干燥过程中温度的影响,观察样品整个温度场的分布规律。采用数值模拟的方法,建立电磁与传热耦合模型,经过2min的微波真空加热,得出不同微波功率、不同真空度下黑莓的仿真温度场分布图。选取微波功率为400 W,真空度为-60kPa的条件进行试验,对数值模拟的结果进行分析和评定。仿真的意义在于规避加热区域的冷点位置,同时选取合适的微波功率和真空度以降低热点区域的温度差异性,保证实际加热时同一批次的样品加热效果基本一致。结果表明:黑莓在微波功率为400 W,真空度为-80kPa的条件下加热2min后,热点的温度维持在60℃左右,温度差异性为0.27,在样品热点区域加热温度高度一致性的前提下,保证了合适的加热温度,满足黑莓的干燥要求。     

周向弯曲方向对弯掠叶片小流量工况下气动-声学性能的影响

对周向弯曲低压轴流风扇的气动-声学性能进行了数值模拟和试验验证,讨论了不同流量和不同周向弯曲方向对叶栅做功能力、稳定工作范围和叶顶泄漏声源特性的影响规律.结果表明:随着流量减小,周向弯曲使叶栅叶顶区域栅的气流轴向做功能力增强,周向做功能力减弱,叶片负荷减小,周向后弯的效果最明显;周向前弯曲改善了端壁附近的流动状况,是拓宽叶轮的稳定工作范围的重要因素;周向弯曲可增加叶顶泄漏涡的稳定性,减弱叶顶泄漏涡区的Powell声源强度,周向前弯效果最好.叶顶泄漏声源特性随流量变化的规律与宏观声学表现一致.     

基于响应面法对一种连续型矩形微波反应器加热效果的模拟优化

为了提高连续流微波反应器的物料温升以及加热均匀性,设计了一种具有特殊形状管道的连续流动矩形微波反应器,运用多物理场耦合计算的方式,探究了物料流速、馈口功率、馈口高度与管道高度对反应器的加热效果和加热均匀性的影响规律。研究结果表明：当管道与馈口平面相近时,物料有较高的温升,但加热均匀性较差;而当2者相距较远时,物料温升较小,但均匀性较好。通过运用响应面分析法对反应器结构进行优化：最高温升率可以达到24.28%;加热均匀性最佳的的管道高度为-38.88 mm,馈口高度为32.81 mm。     

多孔质电极电火花加工极间流场仿真

为研究多孔质电极电火花加工中分布式冲液对加工过程的作用机制,建立了多孔质电极极间流场模型,采用固液两相流数值方法模拟电极间冲液和蚀除产物的两相流动过程,与单孔电极进行了对比研究,并进行了电火花加工实验验证。仿真结果显示:多孔质电极的极间流场流速由于分布式冲液出口的存在而呈现分布式特征,且流场外围流速大于中心流速;采用多孔质电极后,由于分布式冲液出口的存在,能够将固相蚀除产物沿一定的通道有效排出加工区域。与仿真结果相对应,电火花加工实验结果表明:由于冲液对蚀除产物良好的排出作用,多孔质电极能够获得更高的加工效率,且加工速度随加工深度变化不大;但由于冲液影响了炭黑向工具电极的附着行为,导致工具电极相对损耗率增大。     

竖直窄矩形通道内弹状流中液膜特性研究

气液两相弹状流广泛存在于工程领域,弹状流中液膜特性对弹状流模型的建立具有重要意义。为此利用高速摄像系统,对竖直窄矩形通道(3.25 mm×40 mm)内弹状流中液膜进行了可视化研究。实验中发现窄矩形通道中气弹左右两侧窄边液膜厚度不等且存在波动,但其对两侧液膜速度影响较小,两侧液膜速度相等。液膜脱离厚度主要受两相流速及气弹长度影响。液膜脱离速度随液相折算速度增加而增大;在低液相流速时,随气相折算速度增加而减小;当液相流速≥1.204 m/s时,液膜不下落,液膜脱离速度随气相速度变化较小,主要受液相流速影响。     

小流量下周向弯曲叶片内流特性研究

以不同周向方向弯曲叶片的低压轴流通风机为研究对象,采用数值模拟方法,研究小流量下周向弯曲对叶片内流动特性的影响,并得出了结论。     

摇摆对窄矩形通道内两相流摩擦压降特性影响

本文以窄矩形通道内两相流为研究对象,分析了不同摇摆工况对两相流动摩擦阻力特性的影响。通过对试验数据分析,结果表明,改变摇摆周期对窄矩形通道内两相流的瞬态摩擦压降波动幅值的影响很小,只是改变了其瞬态摩擦压降变化频率,对其平均摩擦压降无影响。同时,采用L-M法对比分析摇摆与静止条件下的φ²_l(φ²_g) -X变化曲线发现,摇摆状态下窄矩形通道内的两相摩擦压降可采用静止条件下φ²_l(φ²_g) -X变化曲线进行计算。     

模糊鲁棒控制方法在核反应堆功率控制中的应用

为了对核反应堆功率进行实时控制,以适应电网负荷的变化需求,基于T-S模糊模型设计了核反应堆功率模糊鲁棒控制器。首先使用状态反馈设计了局部控制器,然后应用并行补偿方法设计全局控制器。线性矩阵不等式的求解证明所设计的控制器是稳定的。仿真结果表明,对于3种典型工况变化,所设计的控制器对反应堆的功率变化能进行很好的控制。