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[期刊] 中国科学技术大学学报  [作者] 孙欣  柴国钟  鲍雨梅  
为研究承压热冲击对含表面裂纹的核反应堆压力容器(reactor pressure vessel,RPV)的承载能力的影响,利用ABAQUS软件对裂纹周围的环带区建立三维有限元模型,得到了瞬态温度场和应力场.使用扩展有限元法对热-机械耦合场中裂纹的扩展情况进行模拟.对不同的无延性转变温度下容器的极限承载力进行了弹塑性断裂分析,并与弹性分析的结果进行对比,总结出材料的断裂特性.通过网格的细化发现,由不同单元尺寸得到的裂纹扩展路径及损伤程度是相当的,从而避免了病态网格的依赖性.
[期刊] 清华大学学报(自然科学版)  [作者] 杨谢  石磊  
空间核反应堆电源闭式Brayton循环一般采用氦-氙混合气体作为循环工质和反应堆冷却剂,设计者为选择合适的循环工质,需研究氦-氙混合气体配比成分变化对循环效率的影响。该文建立空间核反应堆电源闭式Brayton循环热力学模型,采用Fortran 95编程对其进行热力学分析,从绝热系数、回热器回热度、相对压损系数的变化分析了氦-氙混合气体摩尔质量变化对循环效率的影响。结果表明:绝热系数对循环效率的影响较小;回热器回热度越大,循环效率越高;相对压损系数越大,循环效率越低。由于氦-氙混合气体摩尔质量的增加,会降低空间Brayton循环压气机和透平级数,因此选择使回热器回热度达到最大时的配比成分He-8.6%Xe作为循环工质,在给定循环冷/热端温度为403K/1 300K的条件下,可以获得29.18%的循环效率。
[期刊] 清华大学学报(自然科学版)  [作者] 苏阳  李晓伟  吴莘馨  张作义  
核反应堆蒸汽发生器二次侧的流动不稳定现象不仅会影响控制系统,而且会使设备结构的压力边界疲劳损坏。两相流不稳定性的表现形式多样、影响因素众多、机理复杂、研究方法种类多,一直是蒸汽发生器和两相流领域的经典问题之一。首先,该文介绍了两相流不稳定性的常见分类和3种典型不稳定性的机理,包括流量漂移、密度波型脉动和压力降型脉动。其次,从守恒方程出发,总结了各种研究方法。再次,系统性总结了3种典型不稳定性的研究现状,并重点介绍了清华大学核能与新能源技术研究院堆工团队的工作。然后,该文提出了使用新无量纲数描述复杂过热系统,包括两相数、过热数、无量纲泵数和无量纲旁通数,明确和统一了Froude数、摩擦数、管长和管径等对密度波型脉动的影响规律,并解释了此前研究中矛盾的结论。同时,该文给出了有关模型简化和边界条件对稳定边界影响的理论推导和证明,并明确了实验室小规模单管或简化并联管试验段及工程验证试验回路与实际核电厂蒸汽发生器及二回路系统之间的替代条件。最后,该文介绍了高温气冷堆示范工程(high temperature gas-cooled reactor-pebble bed module, HTR-PM)蒸汽发生器如何通过设计来避免不稳定性问题。
[期刊] 清华大学学报(自然科学版)  [作者] 黄伟峰  潘晓波  王子羲  郭飞  刘莹  李永健  刘向锋  
上游泵送机械密封具有低泄漏、低摩擦、长寿命的优点。基于密封端面流体域流场和能量方程,固体域弹性力学和热传导方程,将多物理场进行耦合求解,建立了上游泵送机械密封热-流固耦合仿真模型。基于该耦合模型对八字槽上游泵送机械密封进行了性能分析,揭示出机械密封在高转速下的温升和变形对上游泵送能力的削弱效应。进而获得了在不同几何和工况参数条件下,上游泵送机械密封的泄漏率、温升、变形等的变化规律,可应用于上游泵送机械密封工作机理研究和设计优化。
[期刊] 图书情报工作  [作者] 时春丽  王贵良  
运用专利情报分析方法,对世界热核聚变反应堆专利从专利申请时间、技术领域、技术生命周期、主要国家专利信息、主要申请人等角度进行情报分析,得出结论:世界热核聚变反应堆专利申请的变化趋势基本上反映了技术发展趋势。专利申请的技术领域主要集中在G21B、H05H、C22C、G21C、B23K、C23C等技术领域。从专利技术周期分析,当前的申请人数和发明人数都明显高于上世纪80年代。从专利申请的国别分布来判断,日本的申请量占到54%以上,与日本在核聚变研究领域的巨大投入相符合。从主要申请人角度分析,日本的企业占据了相当大的比例。从专利预警来看,目前国外所公开的绝大部分专利技术在华都没有申请专利,因此,对我...
[期刊] 西北农林科技大学学报(自然科学版)  [作者] 李守义  马成成  李炎隆  宋志强  
【目的】研究混凝土面板开裂情况下堆石坝在应力场与渗流场耦合作用下的工作性态,为混凝土面板堆石坝的设计与施工提供参考。【方法】以多孔岩土介质渗透系数与体积应变之间的数学表达式为基础,研究建立了混凝土面板堆石坝应力场与渗流场耦合分析的数学模型,并基于等宽缝隙稳定流的运动规律,推导建立了混凝土面板裂缝的等效渗透系数计算模型。【结果】当混凝土面板发生开裂时,对于堆石体而言,应力场与渗流场的耦合效应是客观存在的。与不考虑耦合效应相比,考虑耦合效应时坝体的垂直位移最大值出现的位置相对偏向坝体下部,且数值增大了5.5%;坝体的水平位移最大值增大了8.9%,其分布规律也发生了较明显的变化;坝体内渗流自由面明显...
[期刊] 科技管理研究  [作者] 吕亮国  蒙建国  谭心  汪建新  王昌  郭晓峰  邓贵德  
为了解我国近十年压力容器研究的发展现状和热点问题,通过中国知网数据库,检索2008—2017年关于压力容器研究者的文章,应用热点分析方法,借助文献可视化软件Citespace得到我国压力容器研究关键词发展趋势和知识图谱。我国压力容器研究经历了活跃成长和稳步增长两个时期;目前关于压力容器研究热点分别是锅炉压力容器、反应堆压力容器、压力容器、压力面积法、固定式、焊接接头和有限元共7个研究热点;压力容器设计从常规设计转向分析设计;压力容器研究组织和领军人物主要集中在相关研究院,研究机构较单一。
[期刊] 中国农业大学学报  [作者] 张琳楠  秦太验  李晓娟  朱伯靖  
在线弹性裂纹研究基础上,将热弹塑性对控制方程和边界条件的非线性影响作为伪载荷处理,使得弹塑项以伪体积力和伪面力形式出现,进而将磁电热弹耦合材料三维裂纹弹塑性问题转化为解时域超奇异积分方程问题。针对矩形裂纹,基于裂纹前沿奇性应力分析结果,通过将广义位移间断未知函数表达为基本密度函数与多项式之积,为超奇异积分方程组建立了数值方法。对典型例子进行数值计算,得到裂纹前沿广义应力的变化规律,表明将热弹塑性对控制方程和边界条件的非线性影响作为伪载荷处理是正确的。
[期刊] 清华大学学报(自然科学版)  [作者] 马文魁  杨小勇  王捷  
空间堆Brayton循环动力系统具有能量密度高、寿命长、运行稳定等优点,能满足未来大功率航天器的电力需求。回热器通过回收涡轮排气废热减小堆芯吸热量,是提高闭式Brayton循环性能的关键设备。该文基于Reynolds比拟理论,建立回热器传热和压损关联的空间Brayton循环热力学模型,分析了回热度对循环性能和关键参数的影响,并优化得到了循环最佳方案。结果表明:回热器传热和压损存在内在联系,压损随回热度的增大而增大。当回热度较低时,循环电效率随回热度单调增加;当回热度增加至接近1,压损增加导致涡轮膨胀比下降。闭式Brayton循环电效率先增加后减小,存在最佳回热度95.48%和最大循环电效率30.23%。分析了温比、压比、氦氙工质组分等参数对系统最佳回热度的影响机理。以循环电效率和比功为目标,优化得到循环的理论边界,最佳电效率方案电效率为32.92%,最佳比功方案比功为65.78kJ·kg~(-1)。
[期刊] 清华大学学报(自然科学版)  [作者] 李智  杨小勇  王捷  张作义  
地面Brayton循环系统具备高效、紧凑的特点,经过优化后,可适用于空间反应堆。该文利用Fortran语言对空间Brayton循环进行数学建模,以循环工质为基础对系统进行改进,对氦氙混合工质下闭式Brayton循环进行热力学分析,讨论混合工质成分变化对Brayton循环的综合影响。研究结果表明:加入氙气降低了Brayton循环热力学性能,循环效率和比功均有降低;但氙气的加入有效降低压气机膨胀功,改善循环气动性能。氦气与氙气在热力性能与气动性能中表现互补,纯氦工质中加入适量氙气可使Brayton循环系统减少
[期刊] 实验技术与管理  [作者] 宁信  张锐  王满意  翟春红  
科学、合理、规范的压力容器技术安全管理是保障高校教学和科研工作顺利进行的关键。通过分析高校实验室压力容器在宣传、监管、使用及管理方面存在的问题,就安全宣传、全生命周期管理、租赁与共享、维护保养等方面提出了解决路径与对策,对高校实验室压力容器的技术安全管理进行了有益的探究。
[期刊] 实验技术与管理  [作者] 宁信  张锐  虞俊超  翟春红  王满意  
选购实验室压力容器是高校特种设备技术安全管理和实验室技术安全管理的一项重要工作。通过分析高校实验室压力容器在供应商质量、采购方使用需求等方面的选购现状,从需求定位、参数对比、制造监督检验信息、维保服务等方面对压力容器的选购策略进行了研究,为高校师生选择、购买压力容器提供了有利的、可参考的依据。
[期刊] 上海海洋大学学报  [作者] 刘喻道  高郭平  赵进平  矫玉田  王晓宇  
基于2012年我国首次在北欧海进行了23 d连续的现场浮标观测的海表面空气温度、湿度、风速和海表皮温等观测资料,利用COARE 3.5块体算法计算得到海气界面湍流热通量,感热通量为9.34 W/m2,潜热通量为31.55 W/m2(海洋向大气为正)。ERA-Interim和OAFlux是国际通用的海洋气象数据集,将浮标观测结果与两类数据集进行了对比分析和验证。结果显示:北欧海暖流区夏季海气温差对于海气界面的感热输送起到主要影响作用,而在中低风速(
[期刊] 西北农林科技大学学报(自然科学版)  [作者] 陆丽娟  许健  刘金云  延艳彬  
【目的】针对含水疏松砂岩冻结法施工问题,对冻结帷幕进行应力应变分析,为同类岩土的施工和设计提供依据,也为冻结法施工多场耦合数值模拟奠定基础。【方法】以甘肃引洮一期工程7#隧洞为例,在综合考虑隧洞掘进对温度场、位移场和应力场影响的基础上,依托热学理论及有限元分析软件ANSYS,对隧洞进行热-结构耦合三维数值模拟分析。【结果】通过对隧洞进行热-结构耦合三维数值模拟分析,得到隧洞冻结与开挖过程中冻结帷幕厚度为3.3m,温度场平均温度为-13.3℃,冻土帷幕最大沉降量为2.46mm,满足设计要求;同时通过对最危险
[期刊] 实验技术与管理  [作者] 高志卫  袁宇  白章  胡文鑫  
抛物槽式太阳能聚光集热作为重要的绿色节能技术,已广泛应用于热力发电和工业生产等领域,能够有效降低化石燃料消耗和CO2排放。然而复杂的光热耦合运行特性直接影响太阳能集热器的能量传递过程,对此,建立了基于导热油传热工质的抛物槽式太阳能聚光集热数值分析模型,以研究太阳能辐照强度和集热器倾角跟踪调节等多因素对集热利用效率和光热耦合特性的影响,分析得到集热管内工质流场和温度场的分布特性,将为优化抛物槽式太阳能集热器运行调控和开展太阳能热利用等相关理论教学及实践创新提供指导。
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