MCNP/4B在MOX燃料临界计算中的应用

说明MOX燃料元件在核燃料循环过程中的意义及采用的计算方法．介绍了计算所用的实验资料，在此基础上，采用蒙特卡罗计算程序MCNP／4B计算了MOX燃料实验堆的有效增殖系数，在计算结果的基础上评价了MCNP／4B在MOX燃料实验堆计算中的有效性．同时在计算过程中引入一种建立输入卡的技巧．最后，讨论数据库对计算结果的影响，并分析了计算结果和实验值之间的误差来源．     

燃料组件内精细功率的重构

采用高阶多项式展开的调制方法,利用节块法的计算结果与核反应堆燃料组件内的精细功率分布进行了重构。编制了二三维功率重构程序３ＤＰＰＲＥＣ,并与细网格差分程序ＣＩＴＡＴＩＯＮ的计算结果作了比较。结果表明,该方法可以快速有效地对核反应堆组件内功率分布进行重构。     

球床高温气冷堆初装堆芯的物理计算方法及验证

球床高温气冷堆在初装堆芯建立过程中,会出现堆芯燃料球比例、空隙填充物质和顶空腔高度等不断变化的情况。基于确定论方法的设计程序VSOP在进行初装堆芯物理计算时需要采用多种特殊处理。为了明确这些特殊处理引入的近似程度,该文选用通用Monte Carlo程序更精细地模拟了初装堆芯。对比结果表明:对于初装堆芯,VSOP程序采用等效球体模型进行热谱计算、通过流修正方法对堆芯空隙填充物质反应性价值进行计算、以真空气氛近似氦气气氛、采用分方向扩散系数的方法对大尺寸顶空腔进行计算所引入的误差都很小。因此,VSOP程序对初装堆芯的这些近似处理是合理可行的。     

球床堆燃料元件串列提升碰撞过程动力学特征

球床堆采用气力输送方式实现球形燃料元件在堆芯外数十米垂直管路中的提升。通过向管路中先后加入2个燃料元件,可以实现串列提升模式,进而提高燃料元件的输送效率。在提升过程中,燃料元件之间会发生碰撞。研究燃料元件碰撞过程的动力学特征,可以为分析串列提升模式的可行性和可靠性提供重要基础。该文基于计算流体力学研究了提升管路内的流场特征,对燃料元件进行了受力分析,在此基础上建立了燃料元件提升过程的动力学模型,研究了燃料元件的动力学特征。研究结果表明:燃料元件之间的碰撞力不会导致其发生破损;经历几次碰撞后,2个燃料元件会被一起提升,提升过程稳定,提升效率较高。在有机玻璃实验平台上开展实验,实验结果验证了串列提升模式的可行性。研究结果为燃料元件气力输送提供了基础,也为球床堆设计提供了依据。     

WIMS-SN程序系统对NHR-10堆物理设计的有效性

组件计算是堆物理计算中的一个重要环节.用WIMS-SN系统计算含可燃毒物组件时,出现比较大的误差,不适宜低温供热堆含可燃毒物组件的计算.文中分析其计算过程,改进了该程序系统,使它可应用于含可燃毒物燃料组件计算.研究发现用WIMS棒束模型计算钆棒栅元归并截面时,使用的能谱是无钆燃料区的能谱,因此会带来较大误差.为了避免这种情况发生,在输运计算中必采用多群多区模型.通过与TPFAP程序校算,二者差别较小,说明该程序系统可以应用于低温供热堆的物理设计.     

反应堆安全壳中高精度喷淋去除放射性气溶胶模型的开发及验证

针对ISAA程序原有气溶胶模型精度不足的问题，改进了安全壳喷淋去除模型。基于单液滴气溶胶收集机理，采用了新的惯性碰撞、拦截模型以准确计算大颗粒收集效率，采用更符合小颗粒去除机理的布朗扩散模型。加入热泳、扩散泳模型，以考虑安全壳中蒸汽冷凝过程对收集效率的贡献。选取了THAI、TOSQAN和CSE实验评估改进代码，并分别与COCOSYS、ASTEC和MELCOR程序计算结果对比。改进ISAA、COCOSYS计算THAI实验喷淋去除常数的最大误差分别为-28.6%、59.1%;改进ISAA、ASTEC计算TOSQAN实验喷淋去除常数的最大误差分别为-12.3%、50.9%;改进ISAA、MELCOR计算CSE实验喷淋去除常数的最大误差分别为-12.3%、90.3%。计算结果表明，改进模型能够更加精确模拟气溶胶悬浮质量的衰减趋势，在一定误差范围内能够准确模拟喷淋去除常数。研究有助于了解安全壳喷淋液滴对气溶胶颗粒清洗机理，获得模拟精度更高的代码分析手段，可以发现现阶段ISAA程序在气溶胶行为模拟上的不足，并探索代码未来的改进方向。     

基于有限元方法的高温气冷堆燃料贮存罐跌落事故评价

通过将燃料元件等效为流体,本文采用耦合Eule-rian-Lagrangian(CEL)方法研究了高温气冷堆燃料元件贮存罐的跌落事故。该方法能够描述燃料元件在跌落过程中的流动性和惯性效应,以及燃料元件对贮存罐所产生的侧向液动压力。与等效质量法进行了对比,结果表明:在跌落冲击过程中,等效质量法计算得到的冲击力更大、跌落接触时间更短,而CEL方法则能体现罐体的径向膨胀。因此,CEL方法能够模拟燃料元件的惯性效应以及流动效应,而等效质量法则能充分考虑冲击力的作用,结构设计中可以结合2种方法的计算结果,给出更为合理的设计方案。     

芯体多孔结构对单片式燃料元件辐照热-力耦合行为的影响研究

在中子辐照的环境中,由于裂变气体产物的产生, UMo燃料芯体将演化为多孔结构,孔隙率和孔压随着燃耗增长而不断变化,促使单片式燃料元件内产生复杂的多尺度辐照热力耦合行为.本文针对UMo/Al单片式燃料元件,基于考虑芯体亚晶化及外界静水压力相关性的裂变气体肿胀模型,建立了芯体孔隙率随燃耗演化的理论模型,进一步考虑孔隙率及孔压影响建立了芯体/包壳界面微观正应力计算模型.将芯体孔隙率演化模型引入燃料元件多尺度辐照热力耦合行为的三维有限元模拟,实现了温度和孔隙率与芯体热传导率的实时关联,获得了辐照过程中燃料元件内热-力学场量的分布及演化规律,计算分析了孔隙率对燃料元件温度、变形、芯体/包壳界面微观正应力所产生的影响,并考察了燃料元件表面热交换系数对其辐照热-力耦合行为的影响,获得了芯体/包壳界面破坏的重要影响因素.     

钢铁企业原燃料多目标采购模型

分析了某大型钢铁企业原燃料采购问题,指出选品种、选供应商和确定定货量是优化企业采购策略的关键,提出了原燃料采购的多目标线性规划模型,同时采用点估计加权和方法求解·数值计算实例表明了模型的有效性·预测了采购问题未来研究方向·     

中低压锅炉结构有限元分析与强度评定

对锅炉的结构以及载荷的作用条件进行了分析与研究,将锅炉结构合理地分割成4个部分,并利用ANSYS软件建立了锅炉各部分的力学模型。采用solid45单元和plane82单元分别对锅炉的各部分进行了强度计算。并对指定的锅炉危险截面进行了线处理,对锅炉各部分进行了应力强度评定。     

基于ANSYS的核电用燃料棒的特种焊接电场效应分析

根据有限元法建立利用特种压力电阻焊制造的核电用燃料棒的三维电场分析模型,通过理论分析及程序模拟计算,得出该燃料棒在特定的试验模拟参数下的电场分布规律.利用ANSYS的模拟结果与真实测试结果进行比较,验证了计算结果的可靠性.     

钢结构防护门结构优化的数值分析

为了评估现有钢结构防护门门扇结构设计的合理性,进一步优化其结构构件的合理布局,以典型钢结构防护门为研究对象,应用AN SYS有限元软件,建立了参数化有限元模型和优化数学模型,用AN SYS参数化设计语言编制了有限元分析文件及优化控制文件,对防护门的截面和骨架梁布置方式进行了优化计算与分析,并研究了优化后防护门抵抗核爆炸和常规武器爆炸的能力。研究结果表明,将有限单元法与优化设计方法相结合应用于钢结构防护门的计算机辅助优化设计是可行和有效的。     

基于ANSYS的钢结构玻璃雨篷可靠性研究

对有限元分析软件ANSYS的概率分析功能做了基本介绍.为研究钢结构雨篷结构可靠性问题,运用ANSYS软件建立了典型钢结构雨篷的有限元分析模型.利用ANSYS软件的概率分析模块来进行钢结构雨篷可靠度分析,选择雨篷结构的载荷、弹性模量等各种设计参数作为随机输入变量,通过交互式界面整理得到APDL命令流建立可靠性分析文件并进行分析,进而得到危险部位的最大应力与最大变形的可靠性概率,得出各设计参数与目标变量的灵敏度关系,可为结构优化设计作参考,提高设计效率.     

基于ANSYS分析的门式刚架的优化设计

运用有限元分析软件ANSYS及APDL参数化程序语言,对工程中广泛使用的门式刚架结构进行了优化设计,得到了合理的结构形式和尺寸,在满足工程要求的情况下,节省了大量的工程材料.     

一种预测双相钢有效力学性能的方法

在渐近均匀化方法基础上，假设双相钢的结构为周期排列，通过ANSYS参数设计语言建立周期性边界条件，用ANSYS有限元程序对3种平面应变模型的单胞进行求解，得到双相钢的有效弹塑性性能，并与其他计算结果进行比较。研究结果表明：渐近均匀化方法能较好地模拟双相钢的力学性能；当马氏体体积分数小于13．0％时，3种平面应变模型预测的结果相差不大；当马氏体体积分数较大时，3种平面应变模型预测的结果相差较大，其中以正方形排列的单胞能较好地预测双相钢的有效力学性能。     

三种核燃料循环战略中长期平衡物质流的计算

利用国际上标准的热堆和快堆技术参数, 对“开式热堆一次通过”、“闭式热堆循环”和“闭式热堆快堆混合循环” 3 种核燃料循环方式进行长期平衡的物质流计算, 得到不同战略下的天然铀需求、分离功需求、核电装机类型容量需求、核燃料需求、核废料处置需求等结果。通过对比, 得出“闭式热堆快堆混合循环”是3 种循环方式中核资源利用率最高、放射性核废料产出量最低的战略选择。     

大跨径预应力混凝土连续梁桥墩顶现浇段分层浇筑

利用有限元软件ANSYS对大跨径预应力混凝土连续梁桥墩顶现浇段建立了实体模型。通过对不同梁高不同分层浇筑方案的对比分析,提出了该类型桥梁墩顶现浇段合理分层浇筑高度。另外,利用桥梁专业软件MIDAS/CIVIL建立了对应的平面杆系模型,并将其与实体模型对比。选取部分关键截面,归纳出这种特殊结构运用梁单元计算分析的近似换算系数公式。最后,以黑龙江省依兰松花江公路大桥为例,验证了分层浇筑高度确定的可行性及所归纳换算系数公式的合理性。     

基于ANSYS柴油机活塞的有限元分析

本文利用UG对某型号柴油机活塞进行实体建模,并用ANSYS对其建立了合理的有限元模型。通过ANSYS有限元分析软件计算出活塞的热负荷状态和综合应力分布,为研究活塞优化设计提供依据。     

Acting mechanism of F,K, and Na in the solid phase sintering reaction of the Baiyunebo iron ore

The effect of F, K, and Na on the solid phase reaction of the Baiyunebo iron ore was investigated by differential thermal analysis (DTA) and X-ray diffraction (XRD). It has been identified that alkaline elements K and Na in the Baiyunebo ore instigate the formation of low melting point compounds Na₂SiO₃ and Na₂O·Fe₂O₃ and the generation of molten state in the solid phase sintering. Element F in the Baiyunebo ore facilitates the formation of cuspidine compound 3CaO·2SiO₂·CaF₂ in the solid phase reaction. The cuspidine compound is kept in solid as one of the final products through the entire sintering process due to its high melting point. In the sintering process, CaF₂ and SiO₂ react with CaO first and form 3CaO·2SiO₂·CaF₂ and 3CaO·2SiO₂, so the formation of ferrites, Na₂O·Fe₂O₃, and 2CaO·Fe₂O₃ is inhibited.     

基于Pro／E和ANSYS的齿轮仿真分析研究

Pro／E拥有强大的实体和曲面造型功能,ANSYS具有完善的有限元分析功能。结合两软件的优点,首先给出基于Pro／E和ANSYS的齿轮仿真分析流程,然后按照流程对一对圆柱齿轮进行了仿真分析。分析结果显示,齿轮接触应力和齿根弯曲应力与用赫兹公式计算的结果相一致,提高了齿轮参数化设计与优化设计的效率和质量,降低了设计研制成本。