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基于计算流体力学-离散单元法的U形管冲蚀磨损数值模拟研究

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高技术通讯 2024年第5期34卷 545-554页

作者：梁景银许磊陈文飞包士毅浙江工业大学化工过程机械研究所杭州310032 宁波市特种设备检验研究院宁波315048

采用计算流体力学-离散单元法(CFD-DEM)和切向撞击能模型(SIEM)来研究气固两相流中高速煤粉颗粒冲击导致的U形弯管冲蚀磨损问题。分析了颗粒粒径、气体流速、固体颗粒形状对其冲蚀磨损特性的影响,并验证粗粒化模型应用于此磨损过程的准... 详细信息

采用计算流体力学-离散单元法(CFD-DEM)和切向撞击能模型(SIEM)来研究气固两相流中高速煤粉颗粒冲击导致的U形弯管冲蚀磨损问题。分析了颗粒粒径、气体流速、固体颗粒形状对其冲蚀磨损特性的影响,并验证粗粒化模型应用于此磨损过程的准确性。结果表明,U形弯头的冲蚀磨损位置主要有3处;磨损率随粒径的增大呈现整体减小的趋势;U形管拱背磨损率随气速的增加而增大,且前2处磨损率峰值位置随气速的增加向入口方向偏移;长椭球对U形管造成的磨损最严重,扁椭球次之,球形最轻;粗粒化CFD-DEM能够基本准确预测U形管冲蚀磨损,且显著降低计算时间。

关键词：气固两相流计算流体力学-离散单元法(CFD-DEM) U形管冲蚀磨损颗粒形状粗粒化模型

Multi-level DEM study on silo discharge behaviors of non-spherical particles

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Particuology 2023年第11期82卷 179-191页

作者： Lei Xu Xiukai Wu Jingyin Liang Shuai Wang shiyi bao Institute of Process Equipment and Control Engineering College of Mechanical EngineeringZhejiang University of TechnologyHangzhou310032China Engineering Research Center of Process Equipment and Remanufacturing Ministry of EducationChina State Key Laboratory of Clean Energy Utilization Zhejiang UniversityHangzhou310027China

The silo discharge of non-spherical particles has been widely practiced in engineering processes, yet the understanding of multi-level mechanisms during solid transportation is still lacking. In this study, a high-fidelity super-ellipsoid Discrete Element Method (DEM) model is established to investigate the discharge behaviors of non-spherical particles with different size distributions. After the comprehensive model validations, we investigated the effects of particle shape (aspect ratio and particle sharpness) on the particle level discharge behaviors. The discharge rates of the ellipsoid particles used in the current work are larger than the spherical particles due to the larger solid fraction. The discharge rates of the cuboid-like particles are determined by the combined effect of the solid fraction and the contact force. Parcel level data show that the translational movements of the ellipsoid particles are more ordered, which is supported by the global level data. Strong correlations exist between the particle level and parcel level data, especially the ellipsoid particles and the large particles in the polydispersed cases.

关键词： Multi-level study Non-spherical particle Numerical simulation Silo discharge Granular flow

RESEARCH ON DEVELOPMENT MODEL OF NUCLEAR COMPONENT BASED ON LIFE CYCLE MANAGEMENT

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RESEARCH ON DEVELOPMENT MODEL OF NUCLEAR COMPONENT BASED ON ...

第十三届国际核工程大会

作者： shiyi bao Yu Zhou Shuyan HeInstitute of Nuclear and New Energy Technology Tsinghua University Institute of Nuclear and New Energy Technology Tsinghua University

＜正＞ At present the development process of nuclear component, even nuclear component itself, is more and more supported by computer technology. This increasing utilization of the computer and software has led to the faster development of nuclear technology on one hand and also brought new problems on the other hand. Especially, the combination of hardware, software and humans has increased nuclear component system complexities to

关键词： Nuclear Component Life Cycle Management System Engineering Design Method

来源： cnki会议评论

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横向流下螺旋管束流致振动研究

高技术通讯 2023年第1期33卷 97-105页

作者：翟延飞丁振宇唐迪杨佳欢包士毅浙江工业大学化工机械设计研究所杭州310023 过程装备及其再制造教育部工程研究中心杭州310023 浙江工业大学机械工程学院杭州310023

螺旋管式换热器结构紧凑、热补偿性优良,用于小型模块化核反应堆中,其壳程内的流致振动(FIV)是诱发换热管失效的一个重要原因。针对核电站中的螺旋管式蒸汽发生器内部螺旋管流致振动问题,建立考虑支撑结构约束下的螺旋管有限元模型,采... 详细信息

螺旋管式换热器结构紧凑、热补偿性优良,用于小型模块化核反应堆中,其壳程内的流致振动(FIV)是诱发换热管失效的一个重要原因。针对核电站中的螺旋管式蒸汽发生器内部螺旋管流致振动问题,建立考虑支撑结构约束下的螺旋管有限元模型,采用三阶模态叠加下的计算流体动力学(CFD)/计算结构动力学(CSD)耦合方法,研究了相邻管的振动对目标管振动的影响。研究结果表明,三阶模态叠加耦合方法能更加精确地模拟换热管振动响应,流场中相邻两管的振动对目标管升力方向上的振动有明显的削弱现象。

关键词：螺旋管式蒸汽发生器流致振动(FIV) 模态叠加计算流体动力学/计算结构动力学(CFD/CSD)耦合

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颗粒形状对弯管冲蚀磨损影响的数值模拟研究

高技术通讯 2023年第11期33卷 1202-1212页

作者：李震东许磊包士毅浙江工业大学化工机械设计研究所杭州310023 过程装备及其再制造教育部工程研究中心杭州310023 浙江工业大学机械工程学院杭州310032

为了研究输气管内不同形状固体颗粒对弯管冲蚀磨损特性的影响,预测弯管内壁受到冲击后磨损分布情况,采用计算流体动力学(CFD)来计算气体流动,采用离散单元法(DEM)来计算颗粒运动,其中非球形颗粒采用超椭球模型进行建模,并用切向撞击能... 详细信息

为了研究输气管内不同形状固体颗粒对弯管冲蚀磨损特性的影响,预测弯管内壁受到冲击后磨损分布情况,采用计算流体动力学(CFD)来计算气体流动,采用离散单元法(DEM)来计算颗粒运动,其中非球形颗粒采用超椭球模型进行建模,并用切向撞击能量磨损模型(SIEM)来计算弯管磨损。模拟结果表明,在相同气速条件下,尽管不同形状颗粒在管中的运动状态差别不明显,但是对应的管道内壁磨损情况却有很大差异:颗粒越接近方形,造成的弯管最大磨损率越高,磨损严重范围也随之增大,但最大磨损率的位置会趋于稳定;弯管内长椭球颗粒发生滑动摩擦概率更高,扁椭球颗粒发生滚动摩擦的概率更高,这导致了长椭球颗粒对弯管总磨损率高于扁椭球。比较不同气速下颗粒形状对弯管磨损程度的影响,发现升高气速仅会均匀增大弯管磨损,最大冲蚀位置并不会改变。

关键词：离散单元法(DEM) 弯管冲蚀磨损颗粒形状气固两相流单向耦合气速

国际比较视域下1990—2019年中国5岁以下儿童疾病负担研究

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中华预防医学杂志 2022年第5期56卷 619-625页

作者：李福明谢士钰姜之歆鲍诗意任延峰陈英耀复旦大学公共卫生学院上海200032 国家卫生健康委员会卫生技术评估重点实验室(复旦大学) 上海200032

利用全球疾病负担数据库2019版(GBD 2019)数据,选取1990—2019年国内外5岁以下儿童标化死亡率与标化伤残调整寿命年(DALYs)率作为评价指标,比较分析中国和国外5岁以下儿童的疾病负担现状及差异,并对中国不同性别5岁以下儿童疾病负担变... 详细信息

利用全球疾病负担数据库2019版(GBD 2019)数据,选取1990—2019年国内外5岁以下儿童标化死亡率与标化伤残调整寿命年(DALYs)率作为评价指标,比较分析中国和国外5岁以下儿童的疾病负担现状及差异,并对中国不同性别5岁以下儿童疾病负担变化趋势及差异进行分析。1990—2019年中国5岁以下儿童全因标化死亡率由1153.81/10万降至160.39/10万,全因标化DALYs率由104426.40/10万降至16479.01/10万。2019年新生儿早产、先天性心脏异常、下呼吸道感染位列中国5岁以下儿童疾病负担前3位,除新生儿早产疾病负担低于北美外,均远高于西欧和北美同期水平。肺部吸入物和气道异物、溺水在内的非故意伤害类疾病负担均高于西欧和北美。中国5岁以下男童和女童前10位疾病和伤害的标化死亡率和标化DALYs率均呈逐年下降趋势(P<0.05),其中多数标化率男童高于女童(P<0.05)。1990—2019年中国5岁以下儿童疾病负担大幅度下降,但相较于国外仍要加强新生儿早产、出生缺陷、非故意伤害类疾病的防控,针对性别差异采取不同干预措施,改善儿童整体健康水平。

关键词：全球疾病负担中国 5岁以下儿童比较分析

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风诱导塔振动对塔气动特性影响研究

机械工程学报 2018年第20期54卷 106-114页

作者：邱雅柔唐迪包士毅高增梁浙江工业大学化工机械设计研究所过程装备及其再制造教育部工程研究中心

塔设备风诱导振动对卡门涡脱落及气动特性的影响规律研究对于塔设备共振预测和设计计算十分重要,对塔设备振动下的气动特性问题进行数值模拟研究。采用数值求解N-S方程结合Transition SST湍流模型的方法模拟塔设备周围气流的非定常流动... 详细信息

塔设备风诱导振动对卡门涡脱落及气动特性的影响规律研究对于塔设备共振预测和设计计算十分重要,对塔设备振动下的气动特性问题进行数值模拟研究。采用数值求解N-S方程结合Transition SST湍流模型的方法模拟塔设备周围气流的非定常流动,获得塔外表面的风压系数分布,并结合试验数据验证了文中模拟方法的准确性;继而将塔设备振动简化为正弦运动,采用弹簧动网格技术实现网格动态生成。研究了塔设备振动频率以及振幅的变化对横向力系数、阻力系数和涡脱落频率等气动参数的影响规律,结合塔设备共振条件,指出了气动特性的改变对塔设备共振预测的影响规律。

关键词：塔设备风载荷气动特性数值模拟 Transition SST模型

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压力容器分析设计方法进展

清华大学学报（自然科学版） 2006年第6期46卷 886-892页

作者：周羽包士毅董建令吴鸿麟清华大学核能与新能源技术研究院北京100084

介绍并对比弹性和非弹性“分析设计”方法中的主要方法,以反映分析设计方法的发展趋势。在工程应用上的基于弹性分析设计方法有:等效线性化方法、两步法、一次结构法、弹性补偿法和GLO SS R-N ode法。这些方法各有特点和局限性。基于弹... 详细信息

介绍并对比弹性和非弹性“分析设计”方法中的主要方法,以反映分析设计方法的发展趋势。在工程应用上的基于弹性分析设计方法有:等效线性化方法、两步法、一次结构法、弹性补偿法和GLO SS R-N ode法。这些方法各有特点和局限性。基于弹塑性理论的分析设计方法回避了弹性方法中应力分类法的实现难点等局限性,并已被编入欧盟的设计标准和美国的A SM E规范。对一实例采用了不同的分析设计方法,结果表明,弹性和非弹性分析设计方法在应用过程和计算结果等方面都有较大的不同。压力容器的分析设计方法正逐步从弹性分析设计方法向非弹性分析设计方法方向发展。

关键词：应力分类分析设计方法压力容器规范与标准弹性与非弹性分析

单相流体横向作用下传热管束间耦合振动数值模拟研究

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核动力工程 2020年第6期41卷 111-115页

作者：包士毅朱海唐迪袁巍黄喜鹏浙江工业大学化工机械设计研究所杭州310032 过程装备及其再制造教育部工程研究中心杭州310032

换热管束作为蒸汽发生器的重要组成部分,其可靠程度直接影响到核电厂反应堆的安全运行。借鉴相关领域的研究提出并发展了一种具有较高精度的计算流体动力学(CFD)/计算结构动力学(CSD)耦合计算方法,对相邻管束间耦合振动现象开展了数值... 详细信息

换热管束作为蒸汽发生器的重要组成部分,其可靠程度直接影响到核电厂反应堆的安全运行。借鉴相关领域的研究提出并发展了一种具有较高精度的计算流体动力学(CFD)/计算结构动力学(CSD)耦合计算方法,对相邻管束间耦合振动现象开展了数值模拟研究。在时域和频域内分析了管阵的涡结构及相邻管束间振动响应规律。研究结果表明:漩涡在管束的上游产生、脱落并向下游逐渐发展,管束间大量的脱落涡的相互作用极大地丰富了流场中的涡脱频率;管束振动受管束固有频率和涡脱频率的共同影响;周围相邻管束的振动会对管束流体力波动及频率主导性产生显著影响,在一定程度上削弱升力波动;当相邻振动管束在同一排时,对管束的振动位移影响较为显著。

关键词： CFD/CSD耦合换热管横向流流致振动动态响应