采用基于混合物理论的多孔介质模型,提出了饱和多孔介质一维动力响应的初边值问题.利用拉氏变换和卷积定理,分别得到了边界自由排水时在任意应力边界条件和任意位移边界条件下瞬态波动过程的解析表达.几种典型的数值算例同时给出了两类边界条件下瞬态波动过程中多孔固体的位移场、应力场和孔隙流体的速度场、压力场.结果表明,饱和多孔介质的波动过程是多孔固体和孔隙流体中以同一速度传播的两种波动的耦合过程,时效特性分析也揭示了饱和多孔介质固有的表观粘弹性性质.

输液管道问题普遍存在于工程实践中,对管道的振动进行计算分析时,需要考虑输送液体与管道的相互作用。文中使用有限元软件ANSYS和流体动力学软件CFX,建立输液管道三维模型,通过两个软件之间的数据交换,进行流固耦合分析。分析斜坡流速冲击下的输液管道的振动特性,并计算半正弦波脉冲下的振动响应。计算管道的前十阶固有频率,发现当脉冲频率接近管道固有频率时会产生拍振现象。

在核电厂极限设计事故工况时,由于动力载荷的作用,反应堆冷却剂系统内部存在诸多流体与固体耦合现象,采用流体附加质量的方法等效系统内部的流固耦合现象。对反应堆冷却剂系统中存在的流固耦合附加耦合质量的计算方法进行研究,梳理燃料组件之间、吊篮与燃料组件之间、压力容器筒体与吊篮之间以及蒸汽发生器传热管之间流固耦合质量的计算方法,有效模拟流体和固体之间的耦合效应,为建立动力分析模型提供有力的技术支持。

当湍流流过燃料棒表面时,湍流速度分量产生表面随机压力脉动。采用随机振动响应的模态分析技术,得出圆柱体横向振动位移的均方值一般表达形式。根据压水堆燃料棒的结构和流场分布特征,将作用在燃料棒上的流体力等效为脉动随机载荷,引入湍流功率谱密度函数,结合相关功率谱密度试验参数,推导每阶模态的振动位移均方值。分别讨论轴向和横向流引起的各阶模态的振动幅值,并给出各阶模态的对数衰减阻尼,轴向和横向流引起的振动幅值采用线性组合方法,对各阶模态的采用10%的模态组合方法得到所有模态的燃料棒振动幅值,给出了完整的燃料棒轴向和横向湍流激励振动总幅值的通用计算方法和分析流程。