一种多相流数值分析方法及系统技术方案

本发明专利技术公开了一种多相流数值分析方法及系统，使用基于集总参数法和分布参数法结合的方法实现多维多尺度地计算分析开放并联通道内的两相流动不稳定性现象，集总参数法部分采用的是基于集总参数法的两流体模型的一维系统热工水力分析程序，分布参数法部分使用的基于分布参数法的两流体模型和RPI壁面沸腾模型相结合的三维CFD程序；结合系统和CFD程序分析，实现开放并联通道多维多尺度多相流的计算，分析开放并联通道内的两相流动不稳定性现象。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于流体力学，具体涉及一种多相流数值分析方法及系统。

技术介绍

1、两相流动不稳定性指的是由于两相流动换热系统内的质量流量、密度、压降以及气泡的扰动导致的系统内周期性流动振荡和零频率流量漂移现象。在开放通道中，由于通道几何结构的特殊性、通道内节流布置的非均匀、节流件的多样性、相邻通道之间的开放性以及轴向非均匀径向非对称加热等特征，其两相流动不稳定性较常规通道有显著差异。流动不稳定性导致的热工水力参数连续脉动不仅会造成系统组件的受迫机械振动，导致疲劳损伤，还会影响流动通道内局部的传热特性，更严重的会导致沸腾危机提前发生，严重影响设备的安全运行。

2、目前针对开放通道两相流动不稳定性的数值分析方法大都基于一维简化假设，忽略了开放通道的特性，这很难有效地评估和预测流动不稳定性的三维流动传热分布变化特性；且无法有效评估开放通道局部几何特征以及湍流搅混和二次流等带来的三维效应引发的系统稳定性变化影响。

技术实现思路

1、本专利技术所要解决的技术问题在于针对上述现有技术中的不足，提供一种多相流数值分本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种多相流数值分析方法，其特征在于，包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的多相流数值分析方法，其特征在于，步骤S1中，采用不同的控制体或网格划分、时间步长设置方案并选择不同的计算模型进行计算，对计算结果进行对比分析，以壁面温度、空泡份额以及极限功率为评价标准，σT、σO和σM小于5％时实现无关解及最优设置，选择相应方案Tn+1、On+1和Mn+1作为相应工况下的最终求解方案。

3.根据权利要求2所述的多相流数值分析方法，其特征在于，在热工水力参数变化速率在一个方向上的3～4个网格或控制体单元内关注的热工水力参数变化超过一个量级的计算域局部区域，或者壁面处进行...

【技术特征摘要】

1.一种多相流数值分析方法，其特征在于，包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的多相流数值分析方法，其特征在于，步骤s1中，采用不同的控制体或网格划分、时间步长设置方案并选择不同的计算模型进行计算，对计算结果进行对比分析，以壁面温度、空泡份额以及极限功率为评价标准，σt、σo和σm小于5％时实现无关解及最优设置，选择相应方案tn+1、on+1和mn+1作为相应工况下的最终求解方案。

3.根据权利要求2所述的多相流数值分析方法，其特征在于，在热工水力参数变化速率在一个方向上的3～4个网格或控制体单元内关注的热工水力参数变化超过一个量级的计算域局部区域，或者壁面处进行加密处理，热工水力参数包括压力、流速和温度。

4.根据权利要求2所述的多相流数值分析方法，其特征在于，设置最小时间步长作为最小时间步长，最小时间步长比流动不稳定性时间特征长度即振荡周期至少小一个数量级，通过设置不同的最大时间步长确定计算时间和计算精度的最佳平衡，即满足时间步长无关解的最大时间步长设置。

5.根据权利要求1所述的多相流数值分析方法，其特征在于，步骤s1中，计算模型包括两相流模型、相间作用模型、曳力和非曳力经验关系式、湍...

【专利技术属性】
技术研发人员：张斌，龙建平，周问，查于东，单建强，
申请(专利权)人：西安交通大学，
类型：发明
国别省市：