申请/专利权人：西安交通大学

申请日：2023-11-14

公开（公告）日：2024-01-30

公开（公告）号：CN117473898A

主分类号：G06F30/28

分类号：G06F30/28;G06T17/20;G06F30/23;G06F119/14;G06F113/08;G06F111/10

优先权：

专利状态码：在审-实质审查的生效

法律状态：2024.02.20#实质审查的生效;2024.01.30#公开

摘要：本发明公开了一种自然循环蒸汽发生器弯管区抗振条压降数值模拟方法，1、选定计算对象建立对应蒸汽发生器带有抗振条结构的弯管区流域几何模型；2、对建立的弯管区流域几何模型划分网格；3、建立抗振条压降模型；4、使用风扇边界条件结合用户自定义函数实现抗振条压降模型计算；5、基于上述建立的弯管区抗振条模型与试验结果开展对比验证，根据计算结果的精度判断是否需要对步骤2中的网格进行加密细化处理，直至模型满足计算要求。本发明可解决全尺寸蒸汽发生器三维数值计算中，弯管区抗振条几何结构复杂，精细化分析计算资源代价大，计算中被忽略导致模型无法反应抗振条结构压降特性以及对弯管区流场分布影响等计算结果失真问题。

主权项：1.一种自然循环蒸汽发生器弯管区抗振条压降数值模拟方法，其特征在于：步骤如下：步骤1：选定计算对象建立对应蒸汽发生器带有抗振条结构的弯管区流域几何模型；步骤2：对建立的弯管区流域几何模型划分网格，U型管束直管区流域和U型管束弯管区流域的网格处理为多孔介质模型，其中需保证抗振条结构为内部面网格，为每组不同角度的抗振条内部面分别命名并记录其面网格ID号；步骤3：建立蒸汽发生器弯管区抗振条压降模型：蒸汽发生器弯管区抗振条结构在蒸汽、水两相冲刷下引入的压降，采用下式计算，下式为带有抗振条结构的弯管区两相压降特性试验拟合得出的计算式：ΔP＝a+bXlnX+cX2.5+dX0.5 式中，ΔP为蒸汽发生器弯管区抗振条结构引入的压降Pa；X为无量纲玛蒂内里数；a、b、c和d为表征不同角度抗振条的结构系数；μ为流体动力粘度Pa·s；ρ为流体密度kg·m-3；x为质量含气率；下角标l和v分别代表液相和气相；步骤4：借助风扇边界条件结合用户自定义函数实现蒸汽发生器弯管区抗振条压降模型计算：在计算流体力学软件中读取步骤2建立的弯管区流域网格，将网格中所有抗振条内部面设置为风扇边界，将风扇边界条件中的压降模型挂载为所编写的用户自定义函数，以保证风扇边界在计算压降时只使用用户自定义函数中的压降模型，用户自定义函数中的压降模型即为步骤3建立的压降模型；所述用户自定义函数，基于C语言编写，该用户自定义函数中，不同角度抗振条的结构系数a、b、c和d通过数组存储，每一组抗振条的结构系数通过判断语句实现分别与不同角度的抗振条面网格ID号对应，用户自定义函数挂载在风扇边界这个内部面网格上，用户自定义函数在遍历该内部面网格的参数时，步骤3建立的压降模型中的物性参数由于计算流体力学软件采用的有限体积法的特性无法直接读取，此时需要通过读取该内部面网格对应位置处前后相邻的两个体网格体心的数据并取平均的方式获得，所述物性参数包括各相密度ρ和动力粘度μ，步骤3建立的压降模型中的质量含气率x通过读取网格内的混合焓和液相焓，两者之差比上汽化潜热即为质量含气率，参数获取完毕后即用步骤3建立的压降模型计算得出抗振条的压降值，取负值并返回该结果到风扇边界条件中，最终实现步骤3中抗振条压降模型的计算；步骤5：弯管区抗振条压降模型准确性验证：对建立的蒸汽发生器弯管区抗振条压降模型，基于计算流体力学方法开展热工水力数值计算，所得计算压降值结果与试验结果开展误差分析，当精度满足要求时，则蒸汽发生器弯管区抗振条压降模型建立成功，当精度不满足时，返回步骤2，调整网格，进行网格加密操作，然后继续后续操作，反复迭代，直至满足计算精度要求。

全文数据：

权利要求：

百度查询： 西安交通大学 一种自然循环蒸汽发生器弯管区抗振条压降数值模拟方法

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