分类： 核科学技术 >> 核科学与技术 提交时间： 2024-07-13
摘要： 随着钠冷快堆商业化应用的发展，需要开发钠冷快堆一体化分析程序以提升对其安全评估能力。钠沸腾是钠冷快堆重大事故前的重要现象，钠冷快堆事故分析需要准确预测钠沸腾时的冷却剂热力学参数。本文介绍了正在开发的钠冷快堆一体化分析程序ISAA-Na的堆芯热工水力模型，并利用ISAA-Na对CABRI-BI1失流实验进行了模拟和分析。与实验数据对比表明，ISAA-Na相较于SAS4A、ASTEC-Na和SIMMER，在预测沸腾前冷却剂温度和压力方面更为准确。然而，在沸腾开始后，由于缺乏燃料熔化和包壳失效模型，没有考虑燃料和包壳的相变，导致高估了气泡的生长速度和两相界面的移动速度。总体而言，ISAA-Na所采用的多气泡液塞沸腾模型在CABRI-BI1实验分析中表现合理可靠。
分类： 核科学技术 >> 核科学与技术 提交时间： 2024-07-12
摘要： 核反应堆中极高参数条件下换热系数（Coefficient of heat transfer, HTC）的准确预测对反应堆的设计及运行至关重要，但其涉及不同流型下的多重因素影响下的复杂现象，物理机理仍不完全明晰。由于满足实际反应堆高温高压下的参数实验数据缺乏，严重依赖实验数据的半经验关系式很难满足核反应堆服役工况下高精度数值计算。深度学习算法能够有效的解决复杂的非线性问题，但存在外推性差以及过拟合等不足。本研究采用先验物理信息Jens-Lottes关系式、Thom关系式与机器学习算法中多层感知机、反向传播神经网络和随机森林相结合的方式开发HTC预测模型，基于圆管通道HTC实验数据训练神经网络并进行验证，并对六种不同的物理信息机器学习算法模型的适用性以及预测精度进行评估。结果表明：基于Jens-Lottes关系式与随机森林相结合的模型为最佳预测模型，对实验数据的预测平均相对误差为3.17%，且模型可扩展范围占总适用范围的63.6%，具有良好的外推适用性。结果同时显示：使用基于物理信息机器学习算法能够有效提高关系式的计算准确度，基于Jens-Lottes关系式与随机森林相结合的模型相比于经验关系式评价相对误差降低了24.5%。本研究结果为说明采用物理信息机器学习算法对核反应堆热工参数经验关系式的计算可提高精度并扩大适用范围提供了参考依据。
分类： 核科学技术 >> 核科学与技术 提交时间： 2024-07-02
摘要： 随着钠冷快堆商业化应用的发展，需要开发钠冷快堆一体化分析程序以提升对其安全评估能力。钠沸腾是钠冷快堆重大事故前的重要现象，钠冷快堆事故分析需要准确预测钠沸腾时的冷却剂热力学参数。本文介绍了正在开发的钠冷快堆一体化分析程序ISAA-Na的堆芯热工水力模型，并利用ISAA-Na对CABRI-BI1失流实验进行了模拟和分析。与实验数据对比表明，ISAA-Na相较于SAS4A、ASTEC-Na和SIMMER，在预测沸腾前冷却剂温度和压力方面更为准确。然而，在沸腾开始后，由于缺乏燃料熔化和包壳失效模型，没有考虑燃料和包壳的相变，导致高估了气泡的生长速度和两相界面的移动速度。总体而言，ISAA-Na所采用的多气泡液塞沸腾模型在CABRI-BI1实验分析中表现合理可靠。
分类： 核科学技术 >> 核科学与技术 提交时间： 2024-07-01
摘要： 随着钠冷快堆商业化应用的发展，需要开发钠冷快堆一体化分析程序以提升对其安全评估能力。钠沸腾是钠冷快堆重大事故前的重要现象，钠冷快堆事故分析需要准确预测钠沸腾时的冷却剂热力学参数。本文介绍了正在开发的钠冷快堆一体化分析程序ISAA-Na的堆芯热工水力模型，并利用ISAA-Na对CABRI-BI1失流实验进行了模拟和分析。与实验数据对比表明，ISAA-Na相较于SAS4A、ASTEC-Na和SIMMER，在预测沸腾前冷却剂温度和压力方面更为准确。然而，在沸腾开始后，由于缺乏燃料熔化和包壳失效模型，没有考虑燃料和包壳的相变，导致高估了气泡的生长速度和两相界面的移动速度。总体而言，ISAA-Na所采用的多气泡液塞沸腾模型在CABRI-BI1实验分析中表现合理可靠。
分类： 核科学技术 >> 核科学与技术 提交时间： 2024-07-01
摘要： 不确定度量化已经成为反应堆物理分析的普遍需求，核数据的协方差数据是开展不确定度量化的基础数据。在核数据处理程序NECP-Atlas中开发了协方差数据产生模块covar_calc，产生适用于蒙特卡罗程序的连续能量协方差数据库与确定论程序的多群协方差数据库。covar_calc可根据不同核数据在评价核数据库中的存储格式及不同的计算方法，分别处理评价核数据库给出的所有协方差数据，包括：平均裂变中子数、截面、次级粒子角度分布、裂变谱、共振参数、中子活化截面等数据的协方差数据。通过与核数据处理程序NJOY21中协方差数据制作模块的对比验证，表明NECP-Atlas制作的多群协方差数据库的精度与NJOY21相当,最大偏差小于0.1%。在此基础上使用蒙特卡罗计算程序NECP-MCX和不确定度量化程序NECP-UNICORN分别计算得到不同基准题的灵敏度系数，并分别结合连续能量协方差数据库和多群协方差数据库，利用“三明治公式”计算得到最终的不确定度。结果表明，基于NECP-Atlas制作的多群协方差数据库计算得到的不确定度具有与NJOY21相当的精度。连续能量协方差和多群协方差制作精确，满足蒙特卡罗程序和确定论程序使用需求。
提交时间： 2024-04-18
摘要： 喷淋雾化被广泛应用于核动力设备中，以保证其安全稳定运行。喷淋时，部分液滴会撞击设备壁面，以液膜的形式进行扩展和演变。基于 Fluent DPM-to-VOF 进行了液滴射流撞壁研究，使用两液滴滴落过程实验图像验证了模拟方法的准确性，研究了液滴射流注入速度、入射角度对壁面液膜形态的影响规律，得到了液滴溅射率随入射条件的变化情况，并分析了液滴撞击壁面时重力、表面张力、速度分量等对液膜形态扩展过程、液滴溅射率的影响。研究发现，增大注入速度能加大对液膜的扰动，液膜与壁面的接触面积显著增大，液膜区宽度和高度增加；增大入射角度对液膜形态的改变影响较大，体现在液膜区宽度增加和液膜区高度减小，液膜表面稳定性减低。溅射率随着注入速度和入射角度的增大而增大，其中，入射角度对溅射率的影响更大。
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