微机型安全分析程序SAC-PREARS简介

SAC-PREARS是一个用于分析非能动余热系统(PRHRS)的稳态和瞬态安全特性的专用程序.应用SAC-PREARS程序对200mW核供热堆PRHRS的稳态和瞬态热工水力特性进行了分析,得出一些具有重要工程意义的结论.     

核燃料循环系统临界事故源项计算程序GETAC-2.0开发

针对核燃料循环系统中不同物理形态的核燃料,建立相应的中子动力学—热工水力耦合模型,开发了用于固体、溶液、粉末、核燃料系统临界事故源项计算的程序GETAC-2.0.利用国际上公开的基准实验数据对程序进行了验证,程序对功率(裂变率)峰值的计算结果与基准实验数据的相对误差在12%以内,验证了GETAC-2.0程序的准确性.     

反应堆临界热流密度的计算方法研究

对国际上公认的反应堆热工水力分析程序ＲＥＴＲＡＮ－０２中的临界热流密度的计算方法及加拿大数据表进行了较深入的研究和分析，编制了微机型反应堆瞬态热工水力分析程序ＭＩＴＡＲＳ，首次将加拿大的ＣＨＦ数据表引入ＭＩＴＡＲＳ中，并用上述两种方法分别对堆芯功率瞬变过程的临界热流密度比进行了计算，其结果两者吻合良好。     

氦氙反应堆子通道湍流交混系数研究

子通道分析是反应堆进行热工水力设计和安全分析的主要方法，准确模拟通道中的湍流交混系数是子通道分析的关键.已有的湍流交混系数关系式大多基于水堆开发，该研究基于计算流体力学方法开展氦氙反应堆子通道湍流交混系数研究，拟合出适用于氦氙反应堆的湍流交混系数关系式.与现有湍流交混系数关系式相比，新拟合的湍流交混系数关系式对中心通道温度的预测更加准确.     

200MW低温堆余热排出系统安全分析程序研制

建立了200 MW低温供热堆余热排出系统的热工水力数学模型,该模型采用了一维均相模型,并做了漂移修正,研制了适用于该系统的稳态及瞬态热工水力特性分析程序,利用该程序对该系统投入运行后的特性进行了分析计算,分析时热源的用了温度边界,计算结果表明,200 MW低温供热堆余热排出系统能够满足停堆后堆芯余热安全排出的要求,从投入到稳定运行的过渡过程中,系统中各参数的变化趋势与理论分析相符。     

蒸气发生器瞬态特性分析的数学模型

充分考虑蒸气发生器热工水力和结构特点，从基本的质量、动量、能量守恒方程和基本的传热、传质、流动规律出发，推导出用以求解核电厂蒸气发生器稳态运行及扰动和事故工况下各参数瞬态变化规律的数学方程，并和与之配套的传热系数关系式、阻力系数关系式、物性求解方程等一起，构成了核电厂蒸气发生器瞬态特性分析数学模型，此模型与经核电厂试验验证的Ｋｅｒｌｉｎ计算模型结果一致。     

火灾时隧道截面形状对临界风速和烟气分布影响的数值研究

模拟分析了某地铁实际工程中三种区间隧道断面(单线盾构圆形断面、单跨矩形断面和双跨矩形断面)对临界风速的影响,结果表明单线盾构圆形隧道的临界风速最大,双跨矩形隧道对应的临界风速最小.拟合得出了纵向通风速度和逆流层长度的变化关系式,计算得出了10 MW火灾强度下三种隧道的临界风速,并在临界风速条件下对三种截面形状隧道对烟气的温度和浓度分布的影响进行了模拟分析,验证了拟合得出的通风速度和逆流层长度变化关系式的准确性,为地铁区间隧道火灾烟气扩散控制和通风系统设计提供了一定的参考依据.     

CASTA-1:水堆全堆芯和子通道三维两流体瞬态分析程序

本文给出了用于核反应堆堆芯热工水力瞬态分析的两流体模型。该模型分别列出每一相的质量、动量和能量差分守恒方程，不需要两相有相同的速度和温度。按该模型编制的ＣＡＳＴＡ－１程序能求解直角座标系的三维方程组。该程序允许选择堆芯顶部和底部的压力或速度边界条件的任意组合。由于该程序还考虑了测边界条件的处理，因此它不仅能用于全堆芯分析，还能用于子通道分析。文中还给出了压水堆和沸水堆堆芯计算实例的比较。     

给水管网系统中的水力瞬态工况模拟

给水管网系统中经常引发瞬态工况,形成大幅度的压力波动,具有一定的危害性. 为了更加全面准确地模拟给水管网的水力瞬态变化过程,分别从给水管网系统的水力瞬变过程的计算模型、边界条件以及分析方法几个方面进行了研究,提出了基于水力瞬变模型的给水管网水力计算方法. 实例证明该方法是可行的.     

基于MELCOR的HE-FUS3实验模拟及氦气冷却系统安全初步分析

MELCOR程序是由美国Sandia国立实验室为美国核管会开发,用于模拟轻水堆严重事故进程主要现象的一体化系统软件。针对HE-FUS3氦气实验回路进行了建模和计算分析,取得了良好的结果。该成果可为氦气冷却系统安全分析提供初步的参考;并将继续扩展使用于ITER氦冷包层系统安全分析。首先利用MELCOR对HE-FUS3氦气实验回路进行建模,对LOFA30失流事故进行了稳态及瞬态分析;并将MELCOR程序计算值与实验值进行了对比。结果显示:通过MELCOR对实验回路建模得到的LOFA30失流事故稳态计算值与CATHARE 2参考值大体一致;在失流事故的瞬态进程中,大部分热工水力参数计算值均与实验值符合较好。结果证明利用MELCOR程序对HE-FUS3实验回路整体建模的可靠性很高,通过MELCOR程序计算,用于分析氦气冷却系统安全性的数据准确,可靠,可以继续使用MELCOR对该领域进行更为深入,系统的研究和分析。     

混凝土热湿耦合数值计算中的参数拟合

为了更深入地研究混凝土中的湿度和温度场,根据多相体系非连续介质中的热湿耦合传导理论对混凝土的热湿状态和耦合传导进行了研究。使用高精度电容湿度测量仪器对混凝土预留孔中的空气含湿饱和度进行测量,发现测量值与混凝土相对含湿率在相对含湿率大于0.85小于1.0时存在线性关系,进而拟合了热湿耦合方程中的物理参数。耦合计算结果表明,这种拟合参数的物理意义明确、确定参数简便、数值稳定性好,为混凝土温湿度场计算提供了一种新的方法。     

多维伊辛模型中相变温度的一种统一计算方法（英文）

作者提出了一种统一计算d－维伊辛模型（d＝1，2，3）中相变温度的方法。首先利用格林函数方法得到了各维伊辛模型中关于格点自旋的严格代数方程，然后采用统一的退耦合近似方案，计算了各维伊辛模型的相变温度结果表明：这种计算方法的特点是计算简单，步骤统一，精度较高。     

水轮发电机推力轴承的广义热弹性流体动力润滑性能分析

本文以二维雷诺方程、能量方程、三维热传导和三维热弹位移边界积分方程为基础,用边界元法求解油膜压力、瓦体温度场和瓦面热弹位移,编制了一个较完善的热弹性流体动力分析软件.利用这一软件,计算了托盘支承双层水冷可倾瓦轴承的热弹性流体动力性能,研究了载荷、转速、隔热层或热阻、水冷瓦、油池温度和托盘变形等因素对轴承性能的影响.结果指出,重载时轴瓦的热弹变形将导致工作条件恶化,接触热阻或隔热层对于改善瓦的变形是有利的,水冷瓦可以降低瓦温并改善瓦的变形,油池温度对各项性能有较大影响,托盘变形的影响很小.     

超临界压力下水在垂直加热管内传热特性的实验研究

采用均匀全周电加热方法，对内径为12mm的垂直上升管内水在超临界压力区中的传热特性进行了实验研究．分析了质量流速、热流密度以及压力对传热特性的影响，发现由于超临界压力下边界层内流体物性的剧烈变化，使拟临界温度附近的传热得到显著强化，传热强化的程度随质量流速的增加而提高，随壁面热流密度和压力的增大而降低．根据实验数据，给出了超临界压力下水在垂直加热管内对流换热的经验关联式，其平均相对误差为11．8％．     

含油气泥质砂岩导电性研究

在不同温度下对不同矿化度的含泥质岩石电阻率进行了实验测量 ,以Waxman Smits模型为依据 ,系统地研究了泥质砂岩的导电特性 ,同时讨论了地层温度、泥质含量、地层水矿化度对阿尔奇参数和Waxman Smits参数的影响。研究结果表明 ,泥质砂岩电导率与地层水电导率不完全呈线性关系。当地层水矿化度较低时 ,两者呈非线性关系 ;当地层水矿化度较高时 ,两者为线性关系。泥质岩石电导率与地层水电导率之间的关系受温度的影响比较明显 ,阳离子交换容量越大 ,不同温度下电导率曲线分开度越大。对于Waxman Smits模型 ,地层因素、胶结指数受温度的影响较小 ,视电阻率增大系数I 、视饱和度指数n 基本不受泥质和地层水矿化度的影响 ,其关键是要准确地确定与粘土有关的平衡离子的当量电导B以及岩石的阳离子交换容量QV 和地层水电阻率Rw。阿尔奇参数是受温度、泥质含量、地层水电阻率等多种因素的影响。     

深井灌用过程中水温及蓄热量计算

深井冬灌夏用,利用地下含水砂层进行蓄热虽已有多年历史,但对其蓄热效率及灌回水温度的理论计算方法尚感不足。本文提出一个较为简化的计算模型,在不考虑地下水流失条件下求解蓄热效率和灌用水温度之间的关系。文中导出冬季灌水过程中地下含水砂层的温度场和夏季抽用水温度变量的基本方程。在此基础上又进一步提出实用计算方法来求解连续三年在冬灌结束、夏用开始时和冬灌开始时地下砂层的温度分布,以及夏用时的抽用水温度。并引倒说明此方法的计算结果基本符合实际运行中测得的数据。     

空间结构瞬态温度场的Fourier-有限元分析

针对航天结构常用的空心圆杆 ,提出了一种计算其温度场的 Fourier—有限单元法 ,沿杆长用有限元离散 ,沿周向温度分布展成三角函数。圆管温度单元每个结点包含平均温度、余弦和正弦分布温度幅三个自由度。在每个时间步内实现了平均温度增量与沿截面温差增量的解耦。在每个时间步内求解一组平均温度增量的非线性方程组 ,根据每一时刻的平均温度求解两组关于截面内温差的线性方程组 ,从而得到薄壁圆管的温度分布。利用该方法 ,对 Hubble太空望远镜的太阳能帆板瞬态温度场进行了分析 ,指出了热载荷可诱发太阳能帆板扭转     

用相场方法模拟纯物质在过冷状态下的二维枝晶生长

通过相场理论建立了纯物质镍在过冷溶液中枝晶生长的相场模型．把相场方程和温度场方程进行耦合，建立了相对应的相场模型．该模型以熵增加函数为基础，通过熵增加函数推导出热力学一致性的相场控制方程．利用上述的模型和方法在计算机上编制二维组织凝固模拟程序得出结论：网格精度影响模拟过程的精确度；各向异性强度影响枝晶尖端生长速度。     

单片机温度控制系统方案的研究

目前的老式加热炉大多采用动圈式调节炉温控制,但较低的控制精度限制了其应用范围.针对该问题不足提出基于单片机的炉温控制方案,建立了系统数学模型,并推导出其状态空间方程,给出了通过调节参数达到目标温度的控制方案.通过仿真为实验提供了参考的调节参数,实验表明,该方案可以取得满意的准确度.     

双层通风幕墙热气流有限分析计算方法的研究

研究双层幕墙在温差作用下引起热气流流动状态.针对双层幕墙通道,建立气流的N-S动量方程、连续性方程和温度场方程,将通道分成有限段单元,在一维流动下寻求方程组的解析解,通过单元间的速度、压力及温度连续条件化为数值解,开发有限分析计算软件,并给出计算实例.