Расчет присоединенной массы и коэффициента демпфирования вибрирующих в жидкости тел методом конечных объемов с приложением к расчету параметров пучка твэлов реактора ВВЭР-440

Преодоление повышенного виброизноса трубчатых элементов, применяемых в энергетическом машиностроении, требует создания математических моделей гидроупругих систем и на их основе выработки рекомендаций по снижению интенсивности вибраций. При разработке адекватных математических моделей теплообменников и тепловыделяющих сборок, насчитывающих сотни трубчатых элементов, учет влияния жидкости выполняют с помощью присоединенных масс и коэффициентов демпфирования. В данном исследовании для вычисления указанных величин предложено рассматривать установившиеся вынужденные колебания жидкости при заданном гармоническом законе движения твердых тел методом конечных объемов. При этом присоединенная масса связывается с кинетической энергией жидкости, а коэффициент демпфирования — с рассеянной в жидкости энергией. Предлагаемая методика показала хорошую точность при тестировании и позволила вычислить важные для практики параметры пучка твэлов реактора ВВЭР-440. Впервые выполнен расчет присоединенной массы пучка твэлов реактора ВВЭР-440.

Литература

[1] Тутнов А.А., Крутько Е.С., Киселев А.С., Киселев И.А. Анализ нагрузок на ТВС при сейсмическом воздействии // Материалы 6-й Российской конференции «Методы и программное обеспечение расчетов на прочность». г. Геленджик, 4—8 октября 2010 г. С. 40—48.

[2] Viallet E., Kestens T. Prediction of flow induced damping of a PWR fuel assembly in a case of seismic and LOCA load case Structural Mechanics in Reactor Technology (SmiRt 17) // Transactions of 17-th International Conference. Prague, 2003. 8 p.

[3] Collard B. Flow induced damping of PWR fuel assembly // Structural behavior of fuel assemblies for water cooled reactors: Proceeding of technical meeting. Vienna, 2005. P. 279—288.

[4] Федотовский В.С., Верещагина Т.Н., Беспрозванных В.А. Гидродинамически связанные колебания стержневых систем // Гидродинамика и безопасность АЭС (Теплофизика-99): Тез. докл. отраслевой конф. Обнинск, 1999. С. 297—299.

[5] Makarov V., Afanasiev A., Matvienko I., Volkov S., Dolgov A. // Tests of Models the FA for WWER-2006 and the Fuel AssamblyQ for PWR with a Drive of the Control System of Protection on Seismic and Vibrating Influence. Proceedings of the 9-th International conference WWER Fuel Performance, Modelling and Experimental Support. Bulgaria, September 17—24, 2011. P. 324—331.

[6] Синявский В.Ф., Федотовский В.С., Кухтин А.Б., Тереник Л.В. Инерционность и гидродинамическое демпфирование при колебаниях труб и трубных пучков жидкости // Динамические характеристики и колебания элементов энергетического оборудования // Сб. ст. М.: Наука, 1980. С. 86—97.

[7] Joseph A. Schetz, Allen E. Fuhs. Fundamentals of fluid mechanics. New York: John Wiley & Sons, 1999. 935 p.

[8] The OpenFOAM Foundation [Электронный ресурс]. URL: http://www.openfoam.org/. Дата обращения 08.05.2013.

[9] Сорокин Ф.Д., Крутько Е.С. Расчет присоединенной массы и коэффициента демпфирования для вибрирующего в цилиндрическом канале жесткого цилиндра на основе численного интегрирования уравнений движения вязкой жидкости // Известия высших учебных заведений. Машиностроение. 2012. № 10. С. 46—51.