ВОПРОСЫ АТОМНОЙ НАУКИ И ТЕХНИКИ
ВАНТ. Серия: Ядерно-реакторные константы


Расширенное продолжение серии: Ядерные константы c 1971 года
ISSN 2414-1038 (online)

Авторы

Самолысов А.В., Марчевская О.А., Каплунов С.М.

Организация

Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт машиноведения им. А.А. Благонравова Российской Академии наук, Москва, Россия

Самолысов А.В. – aспирант, Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт машиноведения им. А.А. Благонравова Российской Академии наук. Контакты: 101990, Москва, Малый Харитоньевский переулок, 4. Тел.: (499) 135-35-14; e-mail: Этот адрес электронной почты защищен от спам-ботов. У вас должен быть включен JavaScript для просмотра.
Марчевская О.А. – студент, Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт машиноведения им. А.А. Благонравова Российской Академии наук.
Каплунов С.М. – профессор, д.т.н., Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт машиноведения им. А.А. Благонравова Российской Академии наук.

Аннотация

На основании описанных в литературе экспериментальных данных были проанализированы основные механизмы возбуждения вибраций трубных пучков и для наиболее опасного механизма возбуждения – гидроупругого механизма возбуждения вибраций – была установлена причина его появления: потеря устойчивости невозмущенного положения труб, вызванная срывным обтеканием пучка труб в условиях их тесного расположения.

Доказано, что природа гидроупругого механизма возбуждения колебаний труб требует учета отрывного характера обтекания труб, т.к. без учета отрывного обтекания получается выражение для критической скорости, при которой возникает апериодическая потеря устойчивости. Экспериментально же наблюдается не апериодическая, а колебательная потеря устойчивости с частотой, близкой к собственной частоте отдельной трубки.

Для решения поставленных в работе задач с помощью численных экспериментов были выбраны наиболее экономичные и современные методы исследования процессов обтекания многокомпонентных систем – вихревые методы, которые позволяют адекватно и с инженерной точностью воспроизвести природу рассматриваемых физических процессов.

В работе разрабатывается метод определения критической скорости обтекания пучка трубокпосредством определения матрицы гидродинамического взаимодействия, как основной характеристики системы «пучок – жидкость». Матрица гидродинамического взаимодействия для пучка с заданным расположением трубок в поперечном сечении может быть определена с помощью численного эксперимента. Ограничиваясь исследованиями в рамках гипотезы плоских сечений, можно не конкретизировать форму изгибных колебаний труб и проводить анализ распределенных гидродинамических сил в произвольном поперечном сечении пучка. При этом в численном эксперименте достаточно рассмотреть плоскую задачу обтекания системы круговых профилей, каждый из которых может совершать колебания по заданному закону. Ниже излагается общая схема численного эксперимента, позволяющая определить элементы матрицы гидродинамического взаимодействия для конкретного пучка.

Ключевые слова
гидроупругое возбуждение, потеря устойчивости, критическая скорость обтекания пучка, срывное обтекание, матрица гидродинамического взаимодействия, вихревые методы

Полная версия статьи (PDF)

Список литературы

УДК 621.039

Вопросы атомной науки и техники. Cерия: Ядерно-реакторные константы, 2016, вып. 3, 3:14