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[发明专利]压水堆棒束环状燃料元件流致振动实验台架及实验方法-CN202310883356.3在审
发明人：章静;崔庭抒;郭保鑫;巫英伟;贺亚男;田文喜;王明军;苏光辉;秋穗正 -专利权人：西安交通大学
申请日： 2023-07-18 - 公布日： 2023-10-13 - 主分类号： G01M7/02 文献下载
摘要：本发明公开了一种压水堆棒束环状燃料元件流致振动实验台架及实验方法，该实验台架包括主回路系统、测量系统和压力控制系统。主回路系统用于提供冷却剂流动并模拟不同压水堆工况，测量系统用于监测实验段内的流场参数和燃料棒束的振动响应，压力控制系统用于调节实验段和主回路的压力。本发明能够满足不同工况下压水堆棒束环状燃料元件流致振动机理性实验研究，能够准确测量燃料棒束的流场演化和振动响应，同时采取了多种减振措施避免了实验回路系统的振动对实验段的影响。本发明为压水堆环状燃料元件的设计优化和安全评价提供了有效的实验手段和数据支撑。
压水堆棒束环状燃料元件振动实验台架方法

[发明专利]一种高温气体流动换热综合实验系统及实验方法-CN202310676681.2在审
发明人：章静;肖志凯;段子勉;李彬乾;王明军;巫英伟;苏光辉;田文喜;秋穗正 -专利权人：西安交通大学
申请日： 2023-06-08 - 公布日： 2023-09-05 - 主分类号： G01N25/20 文献下载
摘要：本发明公开了一种高温气体流动换热综合实验系统及实验方法，该实验系统包括供气系统、供气调节测量系统、试验段预热系统、试验段系统、稳压系统、尾气处理系统。本发明利用氢气、氦气、氮气等气体作为实验工质，以高功率的电磁感应器加热元件，在多种不同工况下开展材料性质和失效试验，单通道、组件的流动换热的稳态和瞬态试验，完成变物性气体工质在高温、高热流密度条件下流经带内热源的元件通道传热机理研究。
一种高温气体流动综合实验系统方法

[发明专利]一种基于子通道计算程序的核反应堆自动建模方法-CN202310657432.9在审
发明人：章静;郭保鑫;余颂娇;王明军;贺亚男;巫英伟;苏光辉;秋穗正;田文喜 -专利权人：西安交通大学
申请日： 2023-06-05 - 公布日： 2023-09-01 - 主分类号： G06F30/20 文献下载
摘要：本发明公开了一种基于子通道计算程序的核反应堆自动建模方法，主要步骤如下：1、读取输入的三部分参数，分别为核反应堆运行工况参数、堆芯排布、各组件功率分布；2、根据获取的核反应堆堆芯各组件排布方式，统计通道数量；3、确定燃料组件编号和通道编号；4、生成通道与通道的位置关系；5、计算各类通道的水力学参数；6、生成子通道计算程序需要的输入文件，完成核反应堆自动建模功能。本发明具备实现具体装载方案的全堆芯快速建模功能，能够根据具体装载方案布置图实现各类燃料组件、控制棒组件、同位素靶件的快速建模，从而大大提高子通道计算程序的计算效率。
一种基于通道计算程序核反应堆自动建模方法

[发明专利]一种具有多层各向异性包壳的核燃料棒力学计算方法-CN202310600396.2在审
发明人：贺亚男;刘洪权;刘瑞栋;巫英伟;苏光辉;田文喜;秋穗正 -专利权人：西安交通大学
申请日： 2023-05-25 - 公布日： 2023-08-15 - 主分类号： G06F30/23 文献下载
摘要：本发明公开了一种具有多层各向异性包壳的核燃料棒力学计算方法，步骤如下：1、针对核燃料棒包壳各向异性材料建立应力应变关系；2、采用1.5维模型沿径向对包壳划分节点，有限差分获得相邻节点应力关系，建立基础矩阵写入程序；3、建立多层包壳间的锁合接触关系，得到边界重合节点应力关系写入程序；4、推导任意节点与边界节点应力关系形成转移矩阵，替换步骤二中基础矩阵；5、对芯块包壳力学相互作用工况引入包壳内壁面接触，正常运行工况引入内壁面压力，将边界条件编入程序；6、引入包壳外壁面压力及轴向宏观力学平衡，将边界条件编入程序；7、运行前述步骤编写的程序，求解具有多层各向异性包壳的核燃料棒的应力、应变和位移。
一种具有多层各向异性核燃料力学计算方法

[发明专利]一种铅基反应堆绕丝定位燃料棒流致振动的分析方法-CN202211095591.6有效
发明人：章静;郭宏建;巫英伟;苏光辉;田文喜;秋穗正 -专利权人：西安交通大学
申请日： 2022-09-06 - 公布日： 2023-07-04 - 主分类号： G06F30/23 文献下载
摘要：一种铅基反应堆绕丝燃料棒流致振动分析方法，根据绕丝定位方式的燃料棒束组件进行建模，分别针对流体域以及固体域划分网格，并设置流固耦合交界面；流体域部分计算前调用铅铋合金物性关系式，在流固耦合交界面的轴向不同位置上设置监测点，监测不同位置的流体激振力随时间的变化；采用大涡模拟模型，并选择WALE模型作为亚格子应力模型，进行瞬态计算，直至收敛。固体域部分设置固定端面，将流体域压力场加载到流固耦合交界面上，直至固体域每个时间步的有限元计算达到收敛；对流体激振力以及振动位移进行频域功率谱密度函数分析。本发明为铅基反应堆绕丝定位燃料棒束的流致振动以及振动导致的微动磨损问题提供了评估与指导。
一种反应堆定位燃料棒流致振动分析方法

[发明专利]一种燃料棒长期微动磨蚀的计算方法-CN202310278850.7在审
发明人： 巫英伟;朱天星;章静;田文喜;苏光辉;秋穗正 -专利权人：西安交通大学
申请日： 2023-03-21 - 公布日： 2023-06-23 - 主分类号： G06F30/23 文献下载
摘要：本发明公开一种燃料棒长期微动磨蚀的计算方法，属于燃料棒微动磨蚀领域，所述一种燃料棒长期微动磨蚀的计算方法基于ANSYS APDL语言，主要步骤如下：1、几何建模；2、网格划分及边界条件、求解方法设置；3、求解模型获得接触压力计算磨损深度并更新几何模型；4、判断是否达到总循环次数，若否则按循环推进，若是则输出计算结果。基于本发明方法能够有效降低长期磨损数值模拟的计算量，预测长期磨蚀后的磨蚀深度和磨损形貌，解决燃料棒格架磨蚀(GTRF)造成放射性泄露的安全性评估的工程问题。
一种燃料长期微动磨蚀计算方法

[发明专利]一种用于板形核燃料堆芯的跨维度流固耦合分析方法-CN202210417467.0有效
发明人：贺亚男;陆志成;刘洪权;巫英伟;苏光辉;田文喜;秋穗正 -专利权人：西安交通大学
申请日： 2022-04-20 - 公布日： 2023-06-20 - 主分类号： G06F30/28 文献下载
摘要：本发明公开了一种用于板形核燃料堆芯的跨维度流固耦合分析方法，通过降低维数和简化模型减少计算量，实现面向全堆芯的高效的耦合计算；步骤如下：1、将三维板形核燃料元件沿堆芯高度方向划分成二维燃料切片；2、对单个元件的切片进行复制、平移、旋转、组合成堆芯几何；3、对二维燃料切片建立固体域网格，并对简化的一维流道建立流体域网格；4、针对全堆芯的二维燃料切片进行并行的固体域计算；5、对各个流道内的流体进行并行的一维单通道模拟；6、完成当前时间步计算后，获取燃料切片边界上和流体域节点上需要耦合交互的数据；7、交换固体域与流体域的耦合数据，并使用耦合后的数据进行计算；8、重复步骤4到步骤7直到时间步达到计算需要的时长。
一种用于核燃料维度耦合分析方法

[发明专利]一种系统化的六棱柱式燃料双模式核热推进反应堆建模设计方法-CN202210528602.9有效
发明人：章静;段子勉;苏光辉;巫英伟;王明军;李彬乾;田文喜;秋穗正 -专利权人：西安交通大学
申请日： 2022-05-16 - 公布日： 2023-06-20 - 主分类号： G21C3/324 文献下载
摘要：本发明公开了一种系统化的六棱柱式燃料双模式核热推进反应堆建模设计方法，主要步骤如下：1、确定燃料元件的基本选型、尺寸参数、孔隙率与孔道数；2、一级阵列得到完整的燃料元件结构；3、确定堆芯活性区支承比，二级阵列得到完整的活性区结构；4、相应添加径向反射层、控制转鼓、轴向反射层、屏蔽层等功能结构，完成堆芯主体建模；5、重复上述步骤，直至满足反应性调控需求。本发明根据双模式核热推进反应堆不同燃料类型、不同层级结构、不同支承比与堆内结构排布规则，对各结构建模顺序、从属规则进行统一的逻辑性路线制定，在保证正确性的前提下提高了建模效率，为未来对不同类别不同尺寸的反应堆建模优化提供了便利。
一种系统化棱柱燃料双模式核热推进反应堆建模设计方法

[发明专利]一种高温气体流动换热安全压力容器-CN202210013614.8有效
发明人：章静;郭保鑫;段子勉;李彬乾;巫英伟;苏光辉;王明军;秋穗正;田文喜 -专利权人：西安交通大学
申请日： 2022-01-06 - 公布日： 2023-06-13 - 主分类号： G01N3/02 文献下载
摘要：本发明公开了一种高温气体流动换热安全压力容器，包括压力容器筒体，左、右端盖，试验管道，导轨，三叶支撑架，空心电磁感应线圈，安全阀，波纹管，截止阀，真空泵，交流电源及感应线圈冷却装置，并给出了各部分的材料选择和连接方法；工作时，氮气经左侧端盖充入压力容器内部，升高容器压力；试验气体沿管道经左端盖进入压力容器。线圈连接外部电源产生磁场，加热试验管道，从而加热试验气体；试验结束后，氢气沿管道经气体冷却长管冷却后排出；氮气流经真空泵从压力容器排至外界。本发明创造高压环境，有效防止试验气体泄漏；电磁感应分区，气体带走外散的试验件热量，从而维持容器内环境相对稳定；便于灵活调整试验段位置，更改试验件长度，适用于多种实验场景。
一种高温气体流动安全压力容器

[发明专利]一种基于ABAQUS-Star CCM+的流固耦合计算方法-CN202310214691.4在审
发明人：章静;丁浩波;巫英伟;秋穗正;苏光辉;贺亚男;田文喜 -专利权人：西安交通大学
申请日： 2023-03-07 - 公布日： 2023-05-30 - 主分类号： G06F30/28 文献下载
摘要：本发明公开了一种基于ABAQUS‑Star CCM+的流固耦合计算方法，步骤如下：1、建立固体域的三维几何模型并划分网格，建立固体域的三维模型；2、使用Star CCM+设置流体域三维模型并划分网格，设置流体域的初始边界条件和计算域初始状态；3、使用Star CCM+对流体域模型进行计算，通过计算结果得到初步流场，将计算结果通过Star CCM+的SIMULIA协同仿真引擎(CSE)传递给ABAQUS程序分析计算固体域，作为固体域在此时间步长的边界条件；4、固体域计算软件ABAQUS对固体域模型进行计算，得到计算结果，将计算结果再次传递给软件Star CCM+，作为计算流体动力学软件下一时间步长计算时的边界条件；5、重复步骤3、步骤4，直至完成全时段的流固耦合问题计算。完成对流固耦合问题多维度、全系统的耦合分析。
一种基于 abaqus star ccm 耦合计算方法

[发明专利]一种压水堆燃料棒表面污垢物质沉积实验装置及方法-CN202310260601.5在审
发明人：章静;马翊超;李悦;巫英伟;王明军;贺亚男;田文喜;秋穗正;苏光辉 -专利权人：西安交通大学
申请日： 2023-03-17 - 公布日： 2023-05-30 - 主分类号： G21C17/06 文献下载
摘要：本发明公开了一种压水堆燃料棒表面污垢物质沉积实验装置及方法，实验装置包括由高压反应釜、回热器、冷凝器、主水箱、高压柱塞泵、流量计、预热段及相关连接部件组成的主回路系统，由温度传感器、压力传感器和离子浓度检测计组成的测量系统，由补水箱、离子补充液箱、补水泵、过滤器、流量计、搅拌装置、排污阀和排污水箱组成的离子浓度控制系统，由直流电源、可变功率变压器组成的电加热系统；本发明还提供了该系统的实验方法；本发明能够满足不同工况下压水堆燃料棒表面污垢物质沉积实验研究，能够准确对实验的温度、压力、流量、离子浓度的不同工况参数进行控制。
一种压水堆燃料表面污垢物质沉积实验装置方法

[发明专利]一种利用激光加热模拟螺旋燃料反应性引入事故的装置-CN202211483426.8有效
发明人：贺亚男;刘涛;巫英伟;章静;田文喜;苏光辉;秋穗正 -专利权人：西安交通大学
申请日： 2022-11-24 - 公布日： 2023-05-30 - 主分类号： G21C17/00 文献下载
摘要：本发明公开了一种利用激光加热模拟螺旋燃料反应性引入事故的装置，包括带有视窗的实验台，两台正对实验台两侧视窗的掺镱光纤激光器，布置于实验台周围视窗的热成像仪与光学高温计，与光学高温计和掺镱光纤激光器相连的温度反馈控制装置，两侧带透光板的样品台，支撑样品台的样品台支架；利用一侧掺镱光纤激光器发射激光束透过该侧透光板形成十字形激光束，实现螺旋燃料的预加热；利用光学高温计和温度反馈控制装置实时控制掺镱光纤激光器发射功率，实现实验样品温度保持在设定范围；利用热成像仪实现全过程样品温度的监测；利用另一侧掺镱光纤激光器发射激光束透过该侧透光板形成十字形激光环，实现螺旋燃料反应性引入事故的模拟。
一种利用激光加热模拟螺旋燃料反应引入事故装置

[发明专利]一种基于神经网络的两相流动换热模型的应用方法-CN202210068693.2有效
发明人：章静;马翊超;王明军;陈荣华;田文喜;巫英伟;秋穗正;苏光辉 -专利权人：西安交通大学
申请日： 2022-01-20 - 公布日： 2023-05-30 - 主分类号： G06F30/27 文献下载
摘要：本发明公开了一种基于神经网络的两相流动换热模型的应用方法，步骤如下：1、收集两相流动换热实验数据，建立两相流动换热模型数据库；2、确定预测两相流动换热关键参数所需的特征参数；3、建立预测两相流动换热关键参数的神经网络模型并对其进行训练；4、在热工水力程序中添加耦合接口，对神经网络模型进行调用；5、首先判断是否为两相流动换热计算，若是两相流动换热计算，则在热工水力程序中向神经网络模型输入特征参数开展热工水力计算；6、判断计算结果是否收敛，若计算结果不收敛，则对输入参数迭代后重复步骤5，若计算结果收敛，则结束计算。本发明扩大适用范围并提升计算精度，为未来核反应堆热工水力设计分析的两相计算提供便利。
一种基于神经网络两相流动模型应用方法

[发明专利]一种用于陶瓷基弥散微封装燃料元件的跨维度耦合分析方法-CN202210397999.2有效
发明人： 巫英伟;邓超群;贺亚男;向烽瑞;牛钰航;章静;田文喜;苏光辉;秋穗正 -专利权人：西安交通大学
申请日： 2022-04-16 - 公布日： 2023-05-30 - 主分类号： G06F30/20 文献下载
摘要：本发明公开了一种用于陶瓷基弥散微封装燃料元件的跨维度耦合分析方法，通过降低维数和简化模型减少计算量，实现陶瓷基弥散微封装燃料元件(FCM燃料元件)的高效耦合计算分析；步骤如下：1、针对基体、OPyC层、SiC层和IPyC层构建三维几何，针对Kernel层和Buffer层构建二维几何；2、对三维区域建立三维网格，对二维区域建立二维网格；3、针对三维区域和二维区域分别进行大规模并行计算；4、完成当前时间步计算后，提取三维区域和二维区域中需要用于耦合计算的数据；5、输出当前时间步的计算结果；6、进行下一时间步计算，传递三维区域和二维区域的数据进行耦合，并更新边界条件；7、重复步骤3到步骤6直到最后时间步。
一种用于陶瓷弥散封装燃料元件维度耦合分析方法

[发明专利]随机弥散夹杂体高填充装量下夹杂体位置确定方法-CN202211051007.7有效
发明人：贺亚男;巫英伟;顾晨;章静;田文喜;苏光辉;秋穗正 -专利权人：西安交通大学
申请日： 2022-08-30 - 公布日： 2023-05-23 - 主分类号： G06F30/25 文献下载
摘要：本发明公开了随机弥散夹杂体高填充装量下夹杂体位置确定方法，主要步骤如下：1、建立复合材料和内部弥散区域的容器；2、根据填充数量和分布要求确定虚拟夹杂体的体积份额和尺寸类型；3、生成虚拟夹杂体并统计个数；4、按原尺寸夹杂体计算体积份额；5、判断是否满足指定体积份额，否，则调整生成夹杂体各尺寸分布的体积份额；6、继承夹杂体生成要求，搜索并储存夹杂体的位置；7、遍历所有夹杂体计算距离得到最小值，判断最小距离和参考距离大小，超过即跳出，否则，在指定尺寸分布要求下重新生成直到满足要求；本发明的填充方法借助离散元素法的优势，以虚拟夹杂体的填充来表现实际夹杂体填充的随机性，为实现高填充装量模拟提供便利。
随机弥散夹杂填充装量下体位确定方法

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