矩形通道中柔性平板的窄頻大幅振動特性研究.pdf

1、平行板燃料組件由于功率密度高、傳熱效果好的優(yōu)點在許多先進研究堆、軍用堆中得到廣泛應(yīng)用。冷卻劑流過平行板燃料組件內(nèi)相鄰燃料板之間形成的矩形窄通道，可能會導(dǎo)致冷卻劑與燃料板之間構(gòu)成強烈的流固耦合關(guān)系，威脅核反應(yīng)堆的安全運行。而平行板燃料組件中的每一塊燃料板都可以看成是矩形通道中的柔性平板，因此，深入研究矩形通道內(nèi)柔性平板的流固耦合特性具有重大意義。本文作為理論基礎(chǔ)研究，利用數(shù)值模擬結(jié)合實驗的方法研究了矩形通道中四角固支柔性平板的窄頻大幅振動

2、特性。在數(shù)值模擬工作中，通過改變通道寬度，研究了剛性矩形通道內(nèi)兩側(cè)固定剛性平板的旋渦脫落特性，并根據(jù)旋渦脫落斯特魯哈數(shù)隨流道寬度的改變而變化的劇烈程度將平板結(jié)構(gòu)的擾流問題分為三類：寬通道擾流、過渡擾流及窄通道擾流，從而可以確定柔性平板的流固耦合實驗中實驗段內(nèi)柔性平板的擾流模式為寬流道擾流，并以此來設(shè)計柔性平板的流固耦合實驗中實驗段及實驗板的結(jié)構(gòu)尺寸。流固耦合實驗中，使用自主設(shè)計的實驗段及實驗板，配合目前先進的激光測量技術(shù)，通過改變實驗段

3、內(nèi)流體流速，在國內(nèi)外首次發(fā)現(xiàn)了剛性矩形通道內(nèi)四角固支柔性平板的窄頻大幅振動現(xiàn)象，并得到了窄頻大幅振動發(fā)生的速度條件；同時，測定四角固支條件下不同厚度柔性平板的振動固有特性，并利用圓柱體的附加質(zhì)量理論計算了靜水中柔性平板的振動固有頻率；進行不同厚度柔性平板的窄頻大幅振動實驗研究，通過比較不同厚度四角固支柔性平板靜水中的振動固有頻率與軸向流中窄頻大幅振動特性，證明了剛性矩形通道內(nèi)四角固支柔性平板的窄頻大幅振動現(xiàn)象是振動平板與流動流體之間發(fā)生