摘要：气泡速度和气泡数目是计算界面面积浓度等相态特性的关键参数,因此对电导探针测得的气泡速度和数目进行不确定性研究是很有必要的。采用MonteCarlo方法生成大量随机气泡运动样本,得到探针捕获直径1~6mm气泡的统计规律。通过引入相对速度波动分量H研究了气泡横向速度对有效气泡数目和气泡速度的影响。结果表明,气泡横向速度的存在可缓解由于探针横向间距而无法测量较小气泡的情况;但有效气泡数目随着气泡横向速度的增大显著降低,逃逸气泡数目增加。同时,H=0时,速度误差仅来源于探针横向间距,且速度误差随着气泡直径的增加而减小;H≠0时,对于直径大于3mm的气泡,气泡向左或向右的横向运动反而使得探针从远离中轴线处穿过气泡,导致气泡实际移动距离增大,速度误差也增大。本文研究可为确定及修正界面面积浓度等两相流动参数不确定度提供参考。

摘要：由于各种功能灵活、安全高效的多用途反应堆技术的快速推进,以高温高压水为中子慢化材料的传统方案已不能满足新型反应堆对高温和结构紧凑的设计要求。金属氢化物,尤其是氢化锆和氢化,具有适用温度更高、体积更小、使堆芯布置更灵活等优点。同时金属氢化物与纯水和液态氢气相比具有同等甚至更高的氢原子浓度,其慢化性能更优越。因此,成为高温慢化材料的重点研发对象。本文概述了氢化钇的关键性能,同时与氢化锆进行了简要对比。相比氢化锆,氢化钇具有高温稳定性好、导热性高、热膨胀率不存在相变和适用的温度更高的优点,可满足高温的堆芯设计要求,在新型紧凑型反应堆技术中表现出较大的应用潜力。

摘要：准确的中子能谱信息对于核装置的设计和运行具有十分重要的意义,现有解谱方法通常将先验信息作为迭代初值使用,限制了解谱过程多重先验信息的使用。本文针对中子能谱测量中的解谱问题,建立了基于压缩感知理论的中子能谱解谱方法,并应用于几种典型中子能谱的多球谱仪测量和辐照监督管处中子能谱的活化片测量中的中子能谱解谱问题,结果表明:所建立的解谱方法可实现一次解谱中多重先验信息的使用,可有效实现典型中子能谱和反应堆辐照监督管处中子能谱的解谱,解谱结果与标准解吻合良好。另外,由于多重先验信息的使用,使得解谱过程对方程数量的依赖降低,去除^(238)U和^(237)Np等裂变探测器时辐照监督管处中子能谱依然可得到较高精度的求解,为辐照监督项目去除裂变探测器奠定了理论基础。

摘要：焚烧法是处理城市固体垃圾的有效手段,但垃圾焚烧发电中,随着垃圾热值逐年增加,炉内受热面往往面临着结焦问题,严重地限制了垃圾焚烧发电的发展。以400 t/d城市生活垃圾焚烧炉为研究对象,使用CFD对过量空气系数、一次风温度和一二次风配比等三个方面进行数值分析,研究其对垃圾焚烧炉结焦特性的影响规律,并优化运行参数。结果表明:当过量空气系数为1.4时,一次风温控制为150℃,一、二次风比7:3,炉膛最高温度为1154℃,能维持焚烧炉日常运行,灰分结渣降低,为垃圾焚烧炉运行参数的优化设计提供了理论依据。

摘要：静电喷雾法制备薄膜是近年来新兴的纳米材料制备工艺之一,因其具有工艺简单、材料利用率高和表面适应性强等优点而受到广泛关注。喷涂面积作为评价喷涂质量和生产效率的重要指标,由于易受外加电压、溶液性质、喷涂距离等参数的影响,在相关的生产过程中难以精确控制。为了解决这一问题,本文提出了一种预测静电喷雾沉积半径的数学模型。通过高斯定律将静电喷雾羽流等效为空间电荷场,随后对羽流外侧液滴进行受力分析,得出喷雾羽流在不同位置处的膨胀半径,即为静电喷雾的沉积半径。对比发现,模型与相关结果吻合良好。相比传统的拉格朗日方法和实验方法,该模型可快速预测各种工况下的喷涂面积,为工业生产操作和雾化器设计提供指导。

摘要：本文采用随机微粒群优化算法(Stochastic particle swarm optimization,SPSO)对皮肤表面肿瘤热疗方案进行优化设计。首先介绍了激光辐照下生物组织内部光热传输模型,并采用有限体积法求解了Pennes传热方程。然后介绍了标准PSO算法和SPSO算法基本原理。最后利用肿瘤边界温度作为控制参数建立目标泛函,采用SPSO算法使其最小化,优化选取了激光加热参数,降低激光诱导肿瘤热疗过程中对正常组织的热损伤。计算结果表明,SPSO算法可以有效地优化激光诱导肿瘤热疗方案,改善肿瘤热疗效果。综合考虑计算效率和优化精度,推荐种群数取50。

摘要：有效导热系数用来表征高温气冷球床堆堆芯综合传热能力,提高球床有效导热系数的预测精度对于高温气冷球床堆的热工设计和安全分析十分重要。为了优化球床壁面区域有效导热系数模型,本文针对无序石墨球床有效导热系数开展数值研究,分析了无序堆积球床主体区域、近壁面区域以及壁面区域有效导热系数的分布特性。结果表明:壁面区域有效导热系数相对于主体区域和近壁面区域显著降低,其平均降幅约为22%。因此引入了修正系数C_(w)对ZBS模型在壁面区域进行优化,对于球床主体区域及近壁面区域修正系数C_(w)=1,对于壁面区域,修正系数C_(w)=0.78。通过与前期无序球床实验数据和南非HTTU实验数据的对比,验证了优化后的ZBS模型能较好地预测球床壁面区域有效导热系数。

摘要：研究了国产N36锆合金包壳在600、700℃和800℃常压下形成的氧化层微观形貌和表面润湿特性。对N36锆合金样件进行氧化,并测量了氧化层厚度和表面接触角。对样件表面进行扫描电子显微镜(SEM)观测获得样件的表面微观形貌,利用能谱仪(EDS)对样件表面进行局部扫描获得了成分元素种类和含量分布,分析了氧化温度和氧化时间对于N36锆合金表面润湿性的影响规律。结果表明,氧化后的样件表面润湿性增强,氧化层表面裂纹的尺寸、深度、内部结构都会影响表面润湿性。随着氧化温度升高,裂纹尺寸有增加的趋势。在同一氧化温度下,随着氧化时间的增长,样件表面裂纹的尺寸和数量都有增加的趋势。本文研究有助于深入了解N36锆合金包壳材料表面氧化的微观特性。

摘要：反应堆失水事故(LOCA)后下降段通道内形成的两相逆流状态极有可能引发汽-液逆向流动限制(CCFL),不利于应急冷却水顺利进入堆芯,极大影响了核反应堆系统的安全性能。本研究基于RELAP5程序采用Wallis溢流关系式对UPFT实验装置进行建模并计算LOCA喷放阶段的下降段注水行为;通过对比下腔室蓄水量、下降段内压力及破口处蒸汽流量瞬态变化以验证模型的有效性,并对下降段通道内汽相速度场、液相体积分数分布特性进行分析。结果表明,由于下降段通道结构的三维特征引起的流动不均匀性影响了汽-液CCFL特性,随着蒸汽流量增大,在破口环路与下降段连接区域的压力梯度与向上流速度梯度越大,较少节点的划分方法很难真实反映下降段通道局部区域内汽-液溢流关系;在靠近破口的环路内注入的冷却水更难到达下腔室,而在远离破口环路的冷却水容易进入到下腔室;过热的蒸汽在流动过程中被冷却水冷却发生凝结现象,导致出口蒸汽流量小于进口蒸汽流量,且随着进口蒸汽流量的增大,凝结效应则随之减小。本研究所建立的模型与方法能够适用于LOCA喷放阶段下降段通道内的汽-液CCFL预测。

摘要：深刻理解棒束弯曲子通道在相态特性分布和流动特性演化方面的机制对反应堆的安全设计与分析具有重要意义。本研究对四种不同闭合度(0%、50%、80%和100%)的棒弯曲子通道进行建模,基于VOF模型,采用非稳态、隐式分离求解算法对棒束子通道内空气-水两相流动进行模拟计算,计算工况包括入口含气率分别为0.1的泡状流和0.5的帽状流,入口混合相质量流速为1.2 m/s。通过对截面平均空泡份额、局部空泡演化及局部二次流的分析,探究了棒束弯曲对空气-水两相流动的影响;分析结果表明:棒束弯曲对截面平均空泡份额影响较小,但对局部气泡的尺寸及分布影响较大,使得子通道内弯曲壁面及其对角面容易发生裸露,CHF更有可能发生在该处。