轴向流中圆柱阵列的地震响应
流体动力学
2022-06-22 v1
摘要
地震对核反应堆的安全构成巨大挑战。为应对这一挑战，我们需要更好地理解反应堆堆芯如何响应地震强迫。反应堆堆芯由燃料组件构成，而燃料组件本身又由浸没在强轴向流中的柔性燃料棒组成。这产生了强耦合的流固相互作用，其精确建模通常需要高昂的计算成本。在本文中，我们引入了一种新模型，能够以低计算成本捕捉受地震强迫的反应堆堆芯的力学响应。该模型基于流体部分的势流理论和结构部分的欧拉-伯努利梁理论，使我们能够预测存在轴向流时对地震强迫的响应。线性方程在傅里叶空间中求解以减少计算时间。为验证，我们首先使用所提模型计算轴向流中单根圆柱的响应。然后我们实现了一个由4个燃料组件构成的多圆柱几何，每个组件由8x8根圆柱组成，对应于CEA可用的实验装置。数值结果与实验之间的比较显示出良好的一致性。该模型能正确预测附加质量。它还能定性地捕捉组件间的耦合以及约束效应。这表明势流方法可以洞察核反应堆内复杂的流固相互作用，特别是可用于以低计算成本预测对地震强迫的响应。
引用
@article{arxiv.2110.15924,
title = {Seismic response of cylinder assemblies in axial flow},
author = {Roberto Capanna and Guillaume Ricciardi and Emmanuelle Sarrouy and Christophe Eloy},
journal= {arXiv preprint arXiv:2110.15924},
year = {2022}
}