压水堆燃料棒流致振动非线性复杂响应研究

结题报告
项目介绍
AI项目解读

基本信息

  • 批准号:
    11902315
  • 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:
    A0810.流固耦合力学
  • 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

Flow-induced vibration of fuel rods caused by the coolant flow is the key factor which affects the operation safety and stability of reactors. It is also a technique problem concerned by the scientists in the field of reactor structure mechanics analysis as well. The flow-induced vibration can cause the grid-to-rod-wear and even lead to structural damage in severe cases. Analysis methodology of refined flow field characteristics of fuel assembly has not been formed and the flow-induced vibration mechanism of fuel rod has not been specified so far. The fuel assembly in the Pressure Water Reactor is taken as the research objective in the project, and the study contents are as follows: building the refined fuel assembly model for the flow field characteristics analysis to obtain accurate flow-induced vibration excitation force for the fuel rod, and establishing the nonlinear dynamics model of fuel rods subjected to coolant flow considering loose of the supports, analyzing the flow-induced vibration stability and dynamic characteristics, exploring the effects of variation of flow field and structure design parameters on the fuel rod vibration behavior. Research achievements in the project will provide preconditions for flow-induced vibration abrasion study of the fuel rods and theoretical basis for optimization for structure design of the fuel assembly.
冷却剂流动引起的燃料棒流致振动是影响反应堆运行的安全性与稳定性的重要因素,也是从事核反应堆力学分析的专家学者们长期关注的难题。燃料棒的流致振动会引起的包壳磨蚀,严重时甚至会导致结构的直接破坏。目前,精细化燃料组件的流场特性分析方法尚未形成,燃料棒的流致振动机理尚不明确。本项目以压水堆燃料组件为研究对象,拟开展以下研究:建立精细化燃料组件的流场特性分析模型,获得准确的燃料棒流致振动激励力;建立考虑支撑松动的燃料棒在冷却剂作用下的非线性动力学模型,进行流致振动稳定性和动力学特性研究,探索流场参数、结构设计参数对燃料棒流致振动行为的影响。本项目的研究成果为燃料棒的流致振动磨蚀研究提供前提条件,为实现结构设计的优化提供理论依据。

结项摘要

核反应堆冷却剂的流动会引起燃料组件中的燃料棒与格架的相对位移,进一步导致燃料棒的包壳磨损,从而引起燃料的熔融甚至核泄漏等严重的核事故。由冷却剂流动导致的燃料棒振动不可避免,因此,揭示流场、结构等参数与燃料棒流致振动的影响规律,明确燃料棒流致振动的深层机理,从结构和流场设计以及材料选型方面降低磨损量是专家学者们关注的重点。本项目以压水堆燃料棒为研究对象,构建了冷却剂冲刷下,频域和时域的燃料棒流体激振力计算方法,提出了考虑格架支撑失效的燃料棒非线性动力分析模型,发展了针对湍流激振、涡激振动和流弹失稳的燃料棒流致振动幅值及风险预测方法。在此基础上,分析了结构设计和流场参数对燃料棒流致振动响应的影响,突破了燃料棒的流体载荷计算、流致振动风险快速评价等关键问题。本项目的研究成果可用于同类型的(棒束或管束)结构的流致振动分析评价,为结构设计提供有力支撑。

项目成果

期刊论文数量(7)
专著数量(1)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(3)
专利数量(5)
压水堆燃料组件流致振动关键技术研发及应用
  • DOI:
    10.3969/j.issn.1004-5422.2021.03.009
  • 发表时间:
    2021
  • 期刊:
    成都大学学报(自然科学版)
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    冯志鹏;齐欢欢;黄茜;黄旋;陈果;张毅雄
  • 通讯作者:
    张毅雄
高速铁路覆冰接触网舞动行为研究
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2022
  • 期刊:
    动力学与控制学报
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    施海健;陈果;杨翊仁;杨洋
  • 通讯作者:
    杨洋
螺栓连接大变形梁非线性振动特性的实验研究
  • DOI:
    10.11885/j.issn.1674-5086.2020.09.27.01
  • 发表时间:
    2021
  • 期刊:
    西南石油大学学报. 自然科学版
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    张珂;张毅雄;冯志鹏;黄旋;陈果
  • 通讯作者:
    陈果
Flow-Induced Vibrations of Two Flexible Tubes in Cross Flow
横流中两根软管的流激振动
  • DOI:
    10.1080/00295639.2022.2118478
  • 发表时间:
    2022-10
  • 期刊:
    Nuclear Science and Engineering
  • 影响因子:
    1.2
  • 作者:
    Zhipeng Feng;Fenggang Zang;Shuai Liu;Huanhuan Qi;Xuan Huang
  • 通讯作者:
    Xuan Huang
Rub-Impact Investigation of a Single-Rotor System Considering Coating Effect and Coating Hardness
考虑涂层效应和涂层硬度的单转子系统摩擦冲击研究
  • DOI:
    10.1007/s42417-020-00243-0
  • 发表时间:
    2020-09
  • 期刊:
    Journal of Vibration Engineering & Technologies
  • 影响因子:
    2.7
  • 作者:
    Yang Yang;Jie Tang;Guo Chen;Yiren Yang;Dengqing Cao
  • 通讯作者:
    Dengqing Cao

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其他文献

基于正则化多核判别分析的航空发动机滚动轴承早期故障融合诊断方法
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2013
  • 期刊:
    航空动力学报
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    郝腾飞;陈果;廖仲坤;程小勇;赵斌;王海飞
  • 通讯作者:
    王海飞
某商用车驾驶室振动问题的改进研究
  • DOI:
    10.15999/j.cnki.311926.2017.02.015
  • 发表时间:
    2017
  • 期刊:
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  • 作者:
    杨年炯;耿仁强;廖奇峰;陈果
  • 通讯作者:
    陈果
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  • DOI:
    10.13224/j.cnki.jasp.2017.07.026
  • 发表时间:
    2017
  • 期刊:
    航空动力学报
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    屈美娇;陈果;冯国全
  • 通讯作者:
    冯国全
渐进式改进的线要素简化算法探讨
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    --
  • 发表时间:
    2015
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  • 作者:
    李朝奎;骆文芳;陈果;严雯英
  • 通讯作者:
    严雯英
基于机匣应变信号的航空发动机转静碰摩部位识别
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    --
  • 发表时间:
    2013
  • 期刊:
    航空学报
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    于明月;陈果;刘永泉;姜广义;李成刚;冯国全;王德友
  • 通讯作者:
    王德友

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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