AbaqusCEL在核電燃料棒跌落過程中的應用

CEL方法是Abaqus中計算流固耦合的關鍵技術。CEL技術吸取歐拉網格和拉格朗日網格的優點,采用網格固定而材料可在網格中自由流動的方式,解決大位移問題中單元變形奇異的弊端。利用CEL可模擬流體的流動、液體晃動、氣體流動、穿透問題以及沖壓成型等大變形問題。用戶可方便地在Abaqus/CAE中定義CEL分析。

核燃料是可在核反應堆中通過核裂變產生核能的材料,是鈾礦石經過開采、初加工、鈾轉化,進而加工成核燃料元件。壓水堆核電站用的是鈾-235富集度為3%左右的核燃料。以百萬千瓦級壓水堆核電站為例,通常核反應堆內有157個核燃料組件,每個組件由17×17根燃料棒組成。燃料棒由燒結二氧化鈾芯塊裝入鋯合金管中封焊構成。部分燃料組件中有一個控制棒,控制核裂變反應。

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燃料棒在組件卡槽中有跌入下部液態金屬中的現象,該過程既有結構之間的接觸碰撞,又有結構件落入流體中。該過程可以通過有限元軟件Abaqus中的CEL技術模擬,本文通過簡化模型闡述燃料棒跌落過程的模擬。

模型如下:

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載荷與邊界條件

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計算結果


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來源:有限元在線的博客,版權歸作者所有。

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