物性畸变诱导条件下超临界流体边界层结构及传热恶化机理研究

结题报告
项目介绍
AI项目解读

基本信息

  • 批准号:
    51906235
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
  • 资助金额:
    25.0万
  • 负责人:
  • 依托单位:
  • 学科分类:
    E0607.可再生能源与新能源利用中的工程热物理问题
  • 结题年份:
    2022
  • 批准年份:
    2019
  • 项目状态:
    已结题
  • 起止时间:
    2020-01-01 至2022-12-31

项目摘要

Supercritical carbon dioxide Brayton cycle system and supercritical water-cooled reactor are new nuclear energy power systems with supercritical fluid as working fluid. The former is considered as an alternative to the current large-scale use of steam power plants and the innovation of power technology. While, the latter is the only water-cooled reactor among the six highly promising nuclear energy systems identified by the Generation Four International Forum on Nuclear Energy Systems (GIF), representing the future direction of the current water reactor technology. For nuclear power systems with supercritical fluids as working fluids, they are related to the use of supercritical fluids to achieve efficient heat transfer. The strong physical distortion of physical properties makes the prediction of heat transfer deterioration extremely challenging. Based on the development of China's supercritical fluid nuclear power technology, this project takes the boundary layer structure of supercritical fluid as the main research object, and studies the boundary layer characteristics induced by physical distortion in the pseudocritical region. The flow field and temperature field distribution information in the supercritical fluid wall boundary layer are obtained, and the supercritical fluid wall boundary layer flow theory and heat transfer theory framework are constructed. The relationship between the microscopic mechanism in the boundary layer and the heat transfer characteristics of macroscopic supercritical fluids will be established. It provides a theoretical basis for thermal hydraulic research of supercritical fluid nuclear power system.
超临界二氧化碳布雷顿循环系统和超临界水冷堆是以超临界流体为工质的新型核能动力系统,前者被认为是替代目前大规模使用的蒸汽动力装置、实现动力技术变革的革新性方向,后者是被第四代核能系统国际论坛确定的六种极具发展潜力的核能系统中唯一的水冷堆,代表水堆技术的未来发展方向。对于以超临界流体为工质的核能动力系统,都涉及利用超临界流体实现热量高效载出。传热恶化是超临界流体核能系统热工设计的重要参量。超临界流体在拟临界点的物性畸变使其传热恶化预测极具挑战。本项目立足我国超临界流体核能动力技术发展需求,着眼于超临界流体的传热恶化物理现象,以边界层结构为主要切入点,开展拟临界区物性畸变诱导下的边界层特征研究,获得传热恶化条件下壁面边界层内的流场和温场分布信息,建立边界层内微观机理与宏观传热特性联系,提出传热恶化的诱发、发展及演化机制,为超临界流体核能动力系统热工水力研究提供理论基础。

结项摘要

超临界二氧化碳布雷顿循环系统和超临界水冷堆是以超临界流体为工质的新型核能动力系统,前者被认为是替代目前大规模使用的蒸汽动力装置、实现动力技术变革的革新性方向,后者是被第四代核能系统国际论坛确定的六种极具发展潜力的核能系统中唯一的水冷堆,代表水堆技术的未来发展方向。对于以超临界流体为工质的核能动力系统,都涉及利用超临界流体实现热量高效载出。传热恶化是超临界流体核能系统热工设计的重要参量。超临界流体在拟临界点的物性畸变使其传热恶化预测极具挑战。本项目立足我国超临界流体核能动力技术发展需求,着眼于超临界流体的传热恶化物理现象,以边界层结构为主要切入点,开展了拟临界区物性畸变诱导下的边界层特征研究,获得了壁面边界层内的温场分布信息,获得了可反映变物性特征的超临界流体壁面边界层理论模型,完成了基于物性模型构建的超临界流体热质输运直接数值模拟方法,利用直接数值方法完成计算模拟,获得边界层湍流涡结构与湍流热流图像,建立了边界层内微观机理与宏观传热特性联系,提出传热恶化的诱发、发展及演化机制,为超临界流体核能动力系统热工水力研究提供理论基础。

项目成果

期刊论文数量(7)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(1)
专利数量(5)
The analysis of density wave instability phenomena of supercritical water in two parallel channels
两个平行通道中超临界水密度波失稳现象分析
  • DOI:
    10.1016/j.anucene.2020.108014
  • 发表时间:
    2020-11
  • 期刊:
    Annals of Nuclear Energy
  • 影响因子:
    1.9
  • 作者:
    Jinguang Zang;Xiao Yan;Yanping Huang
  • 通讯作者:
    Yanping Huang
并联通道内超临界水流动不稳定性的数值模拟研究
  • DOI:
    10.13832/j.jnpe.2021.02.0072
  • 发表时间:
    2021
  • 期刊:
    核动力工程
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    臧金光;闫晓;黄彦平
  • 通讯作者:
    黄彦平
小型模块化超临界水冷堆研发
  • DOI:
    10.13832/j.jnpe.2021.06.0072
  • 发表时间:
    2021
  • 期刊:
    核动力工程
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    臧金光;黄彦平
  • 通讯作者:
    黄彦平
超临界水冷堆研发进展
  • DOI:
    10.13832/j.jnpe.2021.06.0001
  • 发表时间:
    2021
  • 期刊:
    核动力工程
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    臧金光;黄彦平
  • 通讯作者:
    黄彦平

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其他文献

临界点附近CO2物性畸变特性的分子动力学研究
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2021
  • 期刊:
    核动力工程
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    唐佳;黄彦平;王俊峰;臧金光;刘光旭;刘睿龙
  • 通讯作者:
    刘睿龙
蚀刻后折角圆弧对折线微通道内流动换热特性的影响分析
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2022
  • 期刊:
    原子能科学技术
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    唐佳;刘旻昀;黄彦平;王俊峰;臧金光;刘光旭;刘睿龙;刘生晖
  • 通讯作者:
    刘生晖
跨临界时二氧化碳体系微观结构特征的分子动力学模拟
  • DOI:
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  • 发表时间:
    2021
  • 期刊:
    核动力工程
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    唐佳;黄彦平;王俊峰;臧金光;刘光旭;刘睿龙
  • 通讯作者:
    刘睿龙
超临界流体物性畸变特性的多尺度研究
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2021
  • 期刊:
    原子能科学技术
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    刘旻昀;黄彦平;唐佳;臧金光;赵学斌;黄善仿;何茂刚;张博
  • 通讯作者:
    张博

其他文献

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课题项目:调控A型流感病毒诱导IFN-β表达的机制研究

AI项目摘要:

本研究聚焦于TRIM2蛋白在A型流感病毒诱导的IFN-β表达中的调控机制。A型流感病毒是全球性健康问题,其感染可导致严重的呼吸道疾病。IFN-β作为关键的抗病毒因子,其表达水平对抗病毒防御至关重要。然而,TRIM2如何调控IFN-β的表达尚未明确。本研究假设TRIM2通过与病毒RNA或宿主因子相互作用,影响IFN-β的产生。我们将采用分子生物学、细胞生物学和免疫学方法,探索TRIM2与A型流感病毒诱导IFN-β表达的关系。预期结果将揭示TRIM2在抗病毒免疫反应中的作用,为开发新的抗病毒策略提供理论基础。该研究对理解宿主抗病毒机制具有重要科学意义,并可能对临床治疗流感病毒感染提供新的视角。

AI项目思路:

科学问题:TRIM2如何调控A型流感病毒诱导的IFN-β表达?
前期研究:已有研究表明TRIM2参与抗病毒反应,但其具体机制尚不明确。
研究创新点:本研究将深入探讨TRIM2在IFN-β表达中的直接作用机制。
技术路线:包括病毒学、分子生物学、细胞培养和免疫检测技术。
关键技术:TRIM2与病毒RNA的相互作用分析,IFN-β启动子活性检测。
实验模型:使用A型流感病毒感染的细胞模型进行研究。

AI技术路线图

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          A[研究起始] --> B[文献回顾与假设提出]
          B --> C[实验设计与方法学准备]
          C --> D[A型流感病毒感染模型建立]
          D --> E[TRIM2与病毒RNA相互作用分析]
          E --> F[TRIM2对IFN-β启动子活性的影响]
          F --> G[IFN-β表达水平测定]
          G --> H[TRIM2功能丧失与获得研究]
          H --> I[数据收集与分析]
          I --> J[结果解释与科学验证]
          J --> K[研究结论与未来方向]
          K --> L[研究结束]
      
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