CN114997081B 一种大型压水堆堆芯结构流致振动的数字反应堆仿真分析方法 （中山大学）

US2009080585A1,2009.一种大型压水堆堆芯结构流致振动的数字本发明公开了一种大型压水堆堆芯结构流驱动的堆内流场流动特征和流体力分析仿真；燃料组件在流体激励作用下有限元离散方程的入-输出样本的数据进行敏感性分析和不确定性2具体地，分别针对元件级的燃料棒、组件级的燃料组件和采用与实验实测的固有频率和模态进行对比的方式验证对应的结构动力学将燃料组件子通道流场动态降阶模型输出的流体力施加在燃料棒和燃料组件对应的考虑支承应力松弛、微动磨损导致的支承非线性与结构振动的相2.根据权利要求1所述的大型压水堆堆芯结构流致振动的数字反应堆仿真分析方法，采用特征分解方法提取不同设计参数下的流动主模态，并采用系统辨3.根据权利要求2所述的大型压水堆堆芯结构流致振动的数字反应堆仿真分析方法，然后，基于系统辨识方法构建堆内结构设计参数和流4.根据权利要求3所述的大型压水堆堆芯结构流致振动的数字反应堆仿真分析方法，其特征在于：建立燃料组件通道流场静态降阶模型的样本库来源于CFD仿真计算和可视化所述的燃料组件通道流场静态降阶模型的输入包括燃料组件通道流体边界上的流速3所述的燃料组件通道流场静态降阶模型的输出为组件通道内部各子通道的流其中，作为输入的燃料组件通道流体边界上的流速分布静态降阶模型与堆芯多孔介质模型串联计算得到。5.根据权利要求4所述的大型压水堆堆芯结构流致振动的数字反应堆仿真分析方法，其特征在于：建立燃料组件子通道流场动态降阶模型的样本数据来源于瞬态CFD仿真计算所述的燃料组件子通道流场动态降阶模型的输出为作用在子通道边界上的湍流力和所述的燃料组件子通道流场动态降阶模型的输入包括子通道流体边界上的流速分布其中，作为输入的子通道流体边界上的流速分6.根据权利要求5所述的大型压水堆堆芯结构流致振动的数字反应堆仿真分析方法，n与滑动距离S的乘积的w-(2)滑动距离S根据振动位移响应实时计算，接触力Fn又受到堆内辐照产生的应力松弛影因此评估实际的磨损深度，需要考虑两个振动方向的耦合，并采用式(2)计算磨损功7.根据权利要求6所述的大型压水堆堆芯结构流致振动的数字反应堆仿真分析方法，F=Ipdn(4)4结合上下堆芯板变形、堆芯围板松动两种影响因素，8.根据权利要求7所述的大型压水堆堆芯结构流致振动的数字反应堆仿真分析方法，9.根据权利要求7所述的大型压水堆堆芯结构流致振动的数字反应堆仿真分析方法，然后调用多层级流致振动分析方法，计算不同输入参数下堆芯结构的流致振动响应，此外，结合设计要求、制造公差、安装偏差和计算误通过代理模型批量计算马尔科夫蒙特卡洛方法采样下堆芯结构的流致振动响应的统5[0003]高功率的大型压水反应堆可能出现具有一定时空分布规律的中子通量波动(中子6[0017]再进一步地，建立燃料组件通道流场静态降阶模型的样本库来源于CFD仿真计算[0018]所述的燃料组件通道流场静态降阶模型的输入包括燃料组件通道流体边界上的[0019]所述的燃料组件通道流场静态降阶模型的输出为组件通道内部各子通道的流速流场静态降阶模型与堆芯多孔介质模型串联[0021]再进一步地，建立燃料组件子通道流场动态降阶模型的样本数据来源于瞬态CFD[0022]所述的燃料组件子通道流场动态降阶模型的输出为作用在子通道边界上的湍流[0023]所述的燃料组件子通道流场动态降阶模型的输入包括子通道流体边界上的流速[0027]采用与实验实测的固有频率和模态进行对比的方式验证对应的结构动力学简化[0028]将燃料组件子通道流场动态降阶模型输出的流体力施加在燃料棒和燃料组件对应的结构动力学模型上，采用模态分析方法计算流固耦合效应的前三阶固有频率和模态，7[0036]滑动距离S根据振动位移响应实时计算，接触力Fn又受到堆内辐照产生的应力松W=hs3)[0043]根据式(4)将燃料棒各位置的流体力进行叠加，得到作用在组件级的燃料组件上[0045]式中，p为燃料棒各位置的流体力，F为组件级的[0046]输入各个燃料组件对应的结构动力学模型上的流体力分布，根据式(5)计算全堆8[0056]通过代理模型批量计算马尔科夫蒙特卡洛方法采样下堆芯结构的流致振动响应9燃料组件内的流场为对象，采用CFD仿真结合体视粒子图像测速法实验获取不同参数下的究下封头内部构件参数变化对燃料组件流致振[0076]在一个具体的实施例中，建立燃料组件通道流场静态降阶模型的样本库来源于[0077]所述的燃料组件通道流场静态降阶模型的输入包括燃料组件通道流体边界上的[0078]所述的燃料组件通道流场静态降阶模型的输出为组件通道内部各子通道的流速流场静态降阶模型与堆芯多孔介质模型串联[0081]所述的燃料组件子通道流场动态降阶模型的输出为作用在子通道边界上的湍流[0082]所述的燃料组件子通道流场动态降阶模型的输入包括子通道流体边界上的流速[0102]将燃料组件子通道流场动态降阶模型输出的流体力施加在燃料棒和燃料组件对应的结构动力学模型上，采用模态分析方法计算流固耦合效应的前三阶固有频率和模态，[0104]在一个具体的实施例中，所述的堆芯结构多非线性因素多时空尺度耦合分析方[0110]滑动距离S根据振动位移响应实时计算，接触力Fn又受到堆内辐照产生的应力松[0124]根据式(4)将燃料棒各位置的流体力进行叠加，得到作用在组件级的燃料组件上[0126]式中，p为燃料棒各位置的流体力，F为组件级的[0127]输入各个燃料组件对应的结构动力学模型上的流体力分布，根据式(5)计算全