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1、熔融池傳熱的CFD研究2013.11.30研究概況主要技術(shù)特點(diǎn)金屬層研究情況氧化物層研究情況主要結(jié)論擬研究研究內(nèi)容研究概況研發(fā)中心嚴(yán)重事故緩解技術(shù)研究室已對(duì)IVR條件下的熔融池自然對(duì)流傳熱特性展開了CFD研究工作。承擔(dān)并完成了公司員工自主創(chuàng)新項(xiàng)目熔融池自然對(duì)流傳熱特性的CFD模擬。對(duì)熔融池金屬層和氧化物層的傳熱特特性均進(jìn)行了深入研究。二主要技術(shù)特點(diǎn)采用二維切片物理模型,極大減少了計(jì)算量。采用大渦模擬湍流模型,提高了高Ra數(shù)湍流傳熱的模擬精度。對(duì)Ra數(shù)、Pr數(shù)和熔池幾何形狀等參數(shù)的影響進(jìn)行了系統(tǒng)研究。三金屬層研究情況不同加熱功率下的渦結(jié)構(gòu)不同加熱功率下的溫度場(chǎng)2kW 2kW25kW 25kW四氧
2、化物層研究情況對(duì)1:1的二維切片BALI試驗(yàn)進(jìn)行了數(shù)值模擬對(duì)比氧化物層傳熱:上邊界傳熱的數(shù)值模擬結(jié)果與試驗(yàn)關(guān)聯(lián)式對(duì)比氧化物層傳熱:下邊界傳熱的數(shù)值模擬結(jié)果與試驗(yàn)關(guān)聯(lián)式對(duì)比氧化物層傳熱:無量綱溫度場(chǎng)體現(xiàn)的熱分層現(xiàn)象RaI=2.771012RaI =2.991013氧化物層傳熱:無量綱溫度場(chǎng)體現(xiàn)的熱分層現(xiàn)象RaI =3.421014RaI =6.251015氧化物層傳熱:壁面無量綱時(shí)均熱流密度隨極角位置的變化五主要結(jié)論二維物理模型的數(shù)值模擬結(jié)果與二維切片試驗(yàn)結(jié)果符合較好大渦模擬可以捕捉到高Ra數(shù)湍流的流動(dòng)細(xì)節(jié),得到氧化物層關(guān)鍵的熱分層物理現(xiàn)象和較為準(zhǔn)確的壁面?zhèn)鳠崆闆r隨著Ra數(shù)的提高,氧化物層熱分層區(qū)顯著減小隨著Ra數(shù)的提高,氧化物層沿下邊界下降流的深度不斷增加,進(jìn)而明顯改變了下邊界上的熱流分布,小極角處傳熱增強(qiáng)工質(zhì)Pr數(shù)降低會(huì)使氧化物層上邊界與下邊界的傳熱量之比減小六擬研究的關(guān)鍵問題殼層對(duì)氧化物層上下邊界傳熱分配和下邊界熱流分布的影響高深比、工質(zhì)物性等對(duì)熔融池傳熱的影響金屬層與氧化物層耦合傳熱熔融池三維效應(yīng)的影響
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