《核泵系統瞬態特性及其與部件內部流動的耦合模擬研究》是依託浙江大學，由吳大轉擔任項目負責人的面上項目。
基本介紹
- 中文名：核泵系統瞬態特性及其與部件內部流動的耦合模擬研究
- 依託單位：浙江大學
- 項目負責人：吳大轉
- 項目類別：面上項目
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
在研青年基金項目主要研究離心泵瞬態操作條件下的內流機理和數值模擬方法。重要進展包括: 研究了泵快速啟動瞬間的空化現象，發現啟動過程對空化的抑制或延遲作用；研究了泵啟動過程的內流演化機理，發現啟動初期葉輪內的勢流結構及渦結構演化現象，及其與瞬態外特性的聯繫；建立了變速旋轉區域描述模型及動態邊界處理方法，實現泵啟動過程的瞬態內流模擬；面向核泵系統研究了停機惰轉過程的瞬態特性；已發表論文12篇，授權發明專利2項，獲科研獎勵2項。基於上述進展，本項目面向核電安全領域的研究需求，兼顧核泵系統瞬態特性和關鍵部件瞬態流動開展研究。研究內容包括：高溫條件下泵內部瞬態流動模擬，複雜部件三維流動與系統動態特性的耦合模型，系統瞬態特性分析模型與方法，核泵啟停過程的系統瞬態特性及部件內部流動。目標在於揭示核泵系統的瞬態特性及部件內流機理，建立系統耦合分析的理論與方法，促進成果在核電及相關領域套用。
結題摘要
隨著核電技術的發展和系統可靠性要求的提高，核泵系統的安全運行與設計受到廣泛重視，有關係統啟停、設備或系統故障帶來的瞬態過程需要得到充分研究，並且需要大量的流體機械理論和套用研究給以支撐。由於關係到核電系統的安全可靠性，核反應堆冷卻循環系統以及各類含泵輔助系統的瞬態特性非常關鍵，而各種介質條件下的泵內流動、兼顧部件內部流動和系統動態特性的耦合分析方法、複雜系統瞬態特性分析等關鍵問題的研究是重要基礎。在項目負責人前期開展的離心泵瞬態過程內部瞬態流動計算方法、瞬態流動演化機理和瞬態汽蝕特性等方面的研究基礎上，本項目主要針對核泵瞬態特性開展了一些列基礎研究，並通過理論研究、實驗驗證、數值模擬等相結合的方法開展泵系統瞬態工況下的內部流動機理、系統動態特性及其控制的研究工作。研究內容主要包括高溫條件下的離心泵內部瞬態流動模擬與性能分析、泵系統複雜部件三維瞬態流動與一維系統動態特性的耦合模擬及其算法、核泵系統啟停過程等瞬態特性等研究。同時，在多維度耦合方法驗證及系統可靠性運行方面，進一步開展了管路瞬變流的三維CFD模擬方法研究、考慮流固耦合效應的一維管路瞬變流及其多維度耦合研究、並聯泵組高效高可靠性運行問題研究、止回閥啟閉特性對系統瞬態特性影響分析以及環形密封瞬態流場模擬及其動力學特性研究等。項目執行期間已發表或錄用SCI收錄論文18篇，在國際會議做邀請報告3次，授權發明專利3項，獲省部級科技獎勵2項。研究成果對於指導核系統設備設計及安全穩定運行具有一定的指導意義，對其他泵送系統瞬態分析與安全保障技術研究具有參考作用。
