李小畅
- 作品数：12 被引量：17H指数：3
- 供职机构：哈尔滨工程大学航天与建筑工程学院更多>>
- 发文基金：国家自然科学基金中央高校基本科研业务费专项资金中央级公益性科研院所基本科研业务费专项更多>>
- 相关领域：核科学技术动力工程及工程热物理理学石油与天然气工程更多>>
- 基于精细化建模的换热管涡激振动数值研究
- 2023年
- 为了研究换热管的涡激振动行为,本文基于大涡模拟方法建立了精细化流场计算模型。采用HHT-α方法求解结构动力学方程,结合局部动网格变形技术,得到了换热管涡激振动流固耦合计算模型。以雷诺数为3900的固定圆柱绕流算例和Jauvtis&Williamson的经典涡激振动实验分别对流场计算模型和结构场计算模型进行了验证分析,并研究了不同约化流速下换热管的振动响应、运动轨迹、尾迹模式等。结果表明:建立的涡激振动计算模型可以准确地预测单根换热管的涡激振动行为。本文研究对建立换热管管束结构的流致振动计算模型具有借鉴意义。
- 孙军帅李旭鹏孙汝雷温济铭李小畅田瑞峰
- 关键词：大涡模拟圆柱绕流流致振动锁频
- 沸腾传热数值模拟方法及多管耦合应用特性研究
- 2024年
- 针对直流蒸汽发生器(OTSG)中全流型沸腾传热及一、二次侧耦合换热等复杂物理现象,计算流体动力学(CFD)数值分析普遍面临计算难度大、计算效率低及不确定性大等问题。基于欧拉两流体多相流模型与临界热流密度(CHF)壁面沸腾模型,建立了管内全流型流动沸腾传热数值分析模型,并验证了模型的有效性。基于所验证的模型,开展了数值模型在多管耦合传热下的应用特性研究,明确了该数值模拟方法在多管耦合下的可靠性,并对温度与相分布计算结果对相间作用力模型的敏感性进行了数值分析。研究结果表明:基于欧拉两流体多相流模型与CHF壁面沸腾模型,能够较准确地预测管内水介质由过冷到过热的全流型流动沸腾传热过程,计算的“干涸”点位置及壁面峰值温度与实验值符合较好,最大误差小于10%;基于欧拉两流体多相流模型与CHF壁面沸腾模型的数值方法对多管耦合工况有较好的适用性,计算的二次侧温度与实验结果吻合良好;两相间曳力对壁面温度及空泡份额的计算结果有较明显的影响,但非曳力对壁面温度的影响较小,因此对于大规模工程应用计算,可在分析中不考虑部分相间非曳力的影响。本文研究结果可为OSTG的三维精细化数值分析的模型选择提供有益参考。
- 张振国谭思超李小畅刘思超冯艺黄玉健田瑞峰
- 关键词：耦合换热数值模拟
- 棒束通道单相流数值方法应用特性被引量：4
- 2013年
- 为改善压水堆棒束通道单相流与传热的数值计算效率和精度,在不同工况下对无格架四通道及带交混翼格架的5×5棒束通道模型进行数值模拟.采用高质量壁面函数网格和低雷诺数网格,从传热(Nusselt数)及流动(二次流,湍流强度)两方面对不同湍流模型、近壁面处理和近壁面网格的应用特性进行了综合评估.分析表明,Nusselt数受湍流模型及近壁面处理的影响均较大,二次流和湍流强度则主要受湍流模型的影响.雷诺应力模型(RSM)相比于两方程涡黏模型能更准确地预测无格架通道中的二次流,但在格架下游二者无明显差异.所有模型中只有SST k-ω模型结合不同近壁面网格均表现良好.工程计算中使用SST模型加壁面函数网格的方法能同时保证计算效率和精度,数值研究则推荐采用SST模型加低雷诺数网格.
- 李小畅郜冶
- 关键词：压水堆湍流模型数值模拟
- 过滤罐穿孔管反冲洗布水均匀性数值分析
- 2021年
- 针对油田目前常用的穿孔管配水均匀性问题,采用计算流体动力学(CFD)方法对过滤罐穿孔管布水系统进行了三维流场数值模拟分析。首先以T型三通管模型实验为验证对象,明确了近壁面无量纲壁面高度y+对阻力计算结果的影响,确定了合适的数值求解方法。基于所验证的方法,对穿孔管布水系统进行了不同流量下的数值模拟,给出了布水特性,并从流场结构的角度分析局部流量不均匀的主要原因。研究结果表明:当采用RNGk-ε模型且y+在30左右时,可保证不同工况下的阻力计算结果均与实验吻合良好;穿孔管布水不均的孔眼主要出现在与配水干管两端相连的配水支管上,且主要由干管两端的大尺度漩涡及回流现象所引起;反冲洗流量对穿孔管系统本身的布水均匀性无明显影响。
- 李小畅陈忠喜陈成文古文革房永
- 关键词：计算流体动力学数值模拟
- 压水堆子通道欠热沸腾数值验证及交混翼研究被引量：4
- 2013年
- 为改善压水堆交混翼格架在欠热沸腾工况下的热工水力特性,以子通道为研究对象验证了所使用的欠热沸腾数值模型在不同工况下的有效性。基于已验证的数值模型,对含不同偏折角交混翼格架的子通道模型在不同工况下进行了两相流数值模拟,研究交混翼及其偏折角对子通道中两相流动、传热及气泡分布的影响。结果表明:交混翼在增大压降的同时明显强化了冷却剂的交混、降低了近壁面气泡份额、提高了换热效率,且在一定范围内偏折角越大影响越明显。相对较高的气泡份额将导致更大的压力损失、减弱冷却剂的交混、降低传热效率。当交混翼偏折角达25°时,继续增大其偏折角对降低近壁面气泡份额和提高传热效率的作用不再明显,反而造成压降的快速增大,因此建议其偏折角在25°左右。
- 李小畅郜冶
- 关键词：压水堆欠热沸腾计算流体力学
- 欠热沸腾模型参数敏感性分析
- 为了提高RPI(Rensselaer Polytechnic Institute)欠热沸腾模型在棒束通道数值计算中的准确性并对模型参数的选取提供参考,本文基于FT-6a实验详细分析了RPI模型中3个重要子模型(气泡脱离壁...
- 郜冶李小畅刘平安
- 关键词：热工水力学
- 文献传递
- 欠热沸腾模型参数敏感性分析被引量：2
- 2014年
- 为了提高RPI(Rensselaer Polytechnic Institute)欠热沸腾模型在棒束通道数值计算中的准确性并对模型参数的选取提供参考,本文基于FT-6a实验详细分析了RPI模型中3个重要子模型(气泡脱离壁面直径、气泡成核面密度及气泡脱离频率)及两个重要相间非曳力模型(升力及湍流耗散力)对气泡轴向与径向分布及壁面过热度计算结果的影响。分析结果表明:RPI子模型对气泡份额及壁面过热度计算结果的影响较为复杂,不能通过对比单个参数的实验测量值来验证计算的可靠性,应综合对比多个实验值,以确定各子模型的最佳模型参数;非曳力对棒束通道中气泡的径向分布计算结果有明显影响,升力有抑制气泡离开加热壁面的作用,湍流耗散力则有促进气泡向主流区运动的作用。
- 郜冶李小畅刘平安
- 关键词：欠热沸腾数值模拟升力
- 压水堆四通道模型全高度上的单相流数值模拟被引量：4
- 2013年
- 为了研究压水堆芯在全高度上的单相热工水力为特性,基于曙光高性能大型并行计算集群,对压水堆中包含7个带搅混翼、刚凸及简化弹簧的完整定位格架的四通道模型在全轴向高度上进行了数值模拟.数值计算基于稳态RANS控制方程组,雷诺应力项的封闭采用RNG k-ε模型,方程各项的空间离散均采用相应的二阶格式,可同时保证计算效率和计算精度.数值结果展现了通道及格架内的流场和温度场,得到了截面平均温度、压力、二次流强度及Nu的轴向变化规律.分析表明,格架下游换热效率及温度非均匀度主要受二次流的影响,受湍流脉动的影响相对较小,且不同定位格架下游二次流强度变化趋势基本一致.
- 郜冶李小畅
- 关键词：压水堆数值模拟二次流传热效率
- 反应堆棒束通道搅混翼数值研究被引量：1
- 2019年
- 定位格架上的搅混翼是核反应堆燃料组件中的关键部件,其性能对棒束通道热工水力特性有重要的影响。以带单层定位格架的5×5棒束为研究对象,对搅混翼排布方式及末端形状对格架下游的流场和温度场的影响进行数值模拟研究。计算结果表明,改变搅混翼的排布方式,压降几乎不受影响,但格架下游流场和传热情况却因排布方式的改变而发生显著变化;将搅混翼末端形状改为弧形,压降较典型撕裂型搅混翼没有明显差异,但换热情况得到明显改善。
- 王烨孙兰昕徐长哲胡楠郑旭张萌李小畅
- 关键词：CFD燃料组件定位格架优化设计
- 基于虚拟体积力动量源的燃料组件热工水力数值求解方法被引量：2
- 2021年
- 针对计算流体力学(CFD)与三维精细化建模方法应用于反应堆燃料组件热工水力分析时普遍面临计算量较大和计算效率较低的问题,本文基于搅混翼对流场及温度场的阻流、导流、搅混与换热强化等方面的影响机理,通过建立搅混翼的虚拟体积力数理模型来考虑搅混翼对热工水力的影响。以两通道模型为研究对象,将虚拟体积力模型以动量源项的形式加入无翼片通道中,获得了带搅混翼通道的热工水力特性。该方法避免了直接对燃料组件中的复杂搅混翼结构进行贴体网格建模,可显著简化建模过程、降低计算量及提高计算效率。通过与实验数据及传统贴体网格建模结果的综合对比分析,验证了模型的有效性。研究结果表明:搅混翼对棒束通道流场及温度场的综合影响,可等效为结构对流体施加的某种作用力改变了流体质点运动规律,从而表现出特殊的热工水力现象;虚拟体积力动量源模型所计算的流速、压降及换热系数等关键热工水力参数,与实验数据及传统贴体网格计算结果吻合良好,并能适应不同流速工况。
- 李小畅邓坚杨小磊郭涌辉陈广亮田瑞峰
- 关键词：燃料组件热工水力
