收藏本站
《中国科学院大学(中国科学院近代物理研究所)》 2017年
收藏 | 手机打开
二维码
手机客户端打开本文

斜槽中密集颗粒流的数值研究

杨光辉  
【摘要】:密集颗粒流靶是为满足ADS系统超高束流功率需求而提出的新型高功率散裂靶概念设计。在这基础上,针对聚变材料研究专用中子源,近物所ADS散裂靶团队提出了重力驱动的斜槽颗粒流靶概念设计。利用密集颗粒流作为靶材料及换热剂,密集颗粒流靶在实现离线换热功能的同时,可以避免液态重金属的流动不稳定、材料腐蚀、及化学毒性泄露等诸多致命缺陷,为满足聚变材料研究专用中子源的靶系统提供了一种很有潜力的解决方案。作为一种新型的靶系统概念设计,密集颗粒流靶中的颗粒流动行为与常规液态重金属有所不同,而最重要的区别就是流动稳定性。本论文从分析颗粒流动稳定性目的出发,利用离散元方法模拟了颗粒在斜槽上的流动行为,通过分析颗粒速度、体积分数空间场以及它们的波动来研究流动的稳定性,进而通过线性稳定性分析以及计算扰动后能量差的李雅普诺夫指数,进一步研究颗粒在斜槽上流动的稳定性,此外也研究了模型的几何及材料参数对流动的影响,最后对靶系统设计的可行性进行了评估。本论文主要研究三个方面的工作:(1)在周期边界条件下,模拟了颗粒在倾斜面(规则六边形颗粒排布)上的流动行为,主要研究了斜面倾斜角对流动的影响;(2)模拟了颗粒在斜槽的供料水库中的流动行为,研究了模型的几何参数对流动的影响,并分析了颗粒在供料水库中以及斜面上的速度、体积分数空间场及它们的波动;(3)提出了斜槽颗粒流靶的概念设计,研究了模型的几何和材料参数对流动的影响,最后通过线性稳定性分析以及计算扰动后能量差的李雅普诺夫指数,来研究颗粒在斜槽上流动的稳定性。具体内容如下:首先我们研究了周期边界条件下颗粒在斜面上的流动行为:首先介绍了在离散元方法中周期边界条件的实现原理;然后对模型进行了描述以及对模拟过程进行了简单介绍;最后主要分析了斜面倾斜角度对流动的影响。然后研究了颗粒在斜槽的供料水库中的流动行为:首先分别研究了供料水库以及斜面的倾斜角对流动的影响;然后由于供料水库类似于偏心漏斗,研究了颗粒在偏心漏斗中的流动行为,包括漏斗宽度、开口宽度对流量的影响以及偏心漏斗中的体积分数、速度场及其波动;最后研究了供料水库的开口高度对流动影响,包括对流量的影响以及颗粒在整个装置体积分数、速度场及其波动。接着研究了斜槽颗粒流靶中颗粒在斜槽上的流动行为:首先我们提出了斜槽颗粒流靶的概念设计,将模拟进行了一定简化;然后研究了模型的几何和材料参数对流动的影响;最后通过线性稳定性分析以及计算扰动后能量差的李雅普诺夫指数,来研究颗粒在斜槽上流动的稳定性。最后总结了全文,并展望了下一步的研究工作。
【学位授予单位】:中国科学院大学(中国科学院近代物理研究所)
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2017
【分类号】:O571.5

手机知网App
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 波克羅夫斯基 ,兹沃雷金 ,许南明;高中力學的學生實驗[J];物理通报;1953年08期
2 王克生;球在斜槽轨道上运动的分析[J];齐齐哈尔师范学院学报(自然科学版);1996年04期
3 张旭,汪柏年;倾斜槽中球运动的研究[J];物理实验;1997年06期
4 魏兴文;;牛顿第二定律演示器[J];物理实验;1992年02期
5 王立;刘景林;吴喜桥;;定子斜槽月球车驱动电机性能的快速计算[J];控制理论与应用;2014年01期
6 杨先发;;看“斜槽与小球”怎么考你[J];物理教学探讨;2009年06期
7 刘瀚和;余国平;;尾矿库斜槽式排洪系统泄流能力探讨[J];金属矿山;2012年03期
8 李志威;王兆印;赵娜;余国安;;弯曲河流斜槽裁弯模式与发育过程[J];水科学进展;2013年02期
9 陈名升;;电机转轴斜槽节距的测量方法[J];黑龙江科技信息;2008年29期
10 杨春宝;王正臬;;斜槽掺气坎坎下流场的数值分析[J];水利水运科学研究;1991年02期
中国重要会议论文全文数据库 前4条
1 刘学武;张州波;陈淑花;;粉粒体慢速斜槽流的实验研究[A];第八届全国粉体工程学术会议暨2002年全国粉体设备技术产品交流会论文集[C];2002年
2 柏成立;刘新华;江建中;;斜槽无刷直流电动机电势的分段计算法[A];第十届中国小电机技术研讨会论文集[C];2005年
3 刘存芳;王美霞;;低肋斜槽管单管的传热传质模型及计算[A];第九届全国冷水机组与热泵技术学术会议论文集[C];1999年
4 曹湘林;;斋家冲尾矿库排水斜槽加固实践[A];中国有色金属学会第六届学术年会论文集[C];2005年
中国重要报纸全文数据库 前2条
1 何正凯 郭宏武 王伟刚 吴志明;空气输送斜槽的几项使用技巧[N];中国建材报;2011年
2 王桂勇;空气输送斜槽的正确使用方法[N];中国建材报;2004年
中国博士学位论文全文数据库 前1条
1 杨光辉;斜槽中密集颗粒流的数值研究[D];中国科学院大学(中国科学院近代物理研究所);2017年
中国硕士学位论文全文数据库 前9条
1 孙明骁;斜槽对鼠笼式异步电机转子槽频率在线辨识精度的影响[D];华北电力大学;2015年
2 颜阳;双向开斜槽钢板墙抗震性能分析[D];山东大学;2016年
3 石恒星;斜槽转子双凸极电励磁电机的有限元分析[D];华南理工大学;2012年
4 左世斌;冷却斜槽法在铝、铜基合金浆料制备方面的应用[D];大连理工大学;2012年
5 张洲波;颗粒慢速斜槽流的实验研究及数值模拟[D];大连理工大学;2001年
6 韩强;冷却斜槽法制备ZA12锌合金浆料及其二次加热组织演变[D];大连理工大学;2014年
7 袁彪;电动汽车用双凸极轮毂电机最佳斜槽角度的研究[D];华南理工大学;2015年
8 宋涛;冷却斜槽法制备均质铝基难混溶合金[D];大连理工大学;2008年
9 张爱军;计及斜槽时感应电机动态过程研究[D];华北电力大学(北京);2006年
 快捷付款方式  订购知网充值卡  订购热线  帮助中心
  • 400-819-9993
  • 010-62791813
  • 010-62985026