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基于COSMOSFloworks的CSNS的靶站反射体热分析

作　者: 范娜
导　师: 殷雯
学　校: 山西大学
专　业: 凝聚态物理
关键词: 中子散射散裂中子源靶站反射体 SolidWorks COSMOSFloworks
分类号: O571.53
类　型: 硕士论文
年　份: 2009年
下　载: 11次
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内容摘要

随着计算机应用技术的发展,运用计算机进行数值模拟已成为现代研究的一种重要的科研手段,它在可行性论证、工程设计和寻求最佳方案等方面发挥着重要作用。本论文结合当前中国散裂中子源(China Spallation Neutron Sources,CSNS)工程概念设计的需要,选择COSMOSFloworks流体分析软件作为研究工具,对CSNS靶站反射体系统各元件的温度及流场作分析。本论文的研究结果为中子散裂源工程建设提供了必要的研究数据,为靶站反应中心的的设计方案提供了基本数据。本文第一章首先介绍了中子散射和散裂中子源的概念,目前国际上正在建造和运行的散裂中子源的现状,以及CSNS的装置,主要包括加速器、靶站和谱仪。第二章介绍了靶站热分析的理论基础,应用传热学知识,建立了靶站热分析温度场的边界条件。第三章首先用MCNP4C计算了反射体材料对中子通量的影响,然后在系统学习SolidWorks和COSMOSFloworks的基础上,结合靶站散裂反应中心的结构特点,在SolidWorks软件中建立了靶站散裂反应中心的三维实体模型及冷却通道;再对模型施加合理的初始条件及边界条件,用COSMOSFloworks流体分析软件对靶站反应中心各元件及流体的温度作分析。研究结果表明:反应中心各元件及流体的最高温度均在100℃以下,靶站内冷却水流通道结构设计合理,也为进一步的优化设计方案提供了基本依据。第四章对本论文的工作做了总结以及以后要进行的工作。

全文目录

中文摘要  6-7
ABSTRACT  7-9
引言  9-11
第一章散裂中子源及CSNS简介  11-15
  1.1 中子散射及散裂中子源的概念  11-12
  1.2 目前正在建造和运行的散裂中子源  12-13
  1.3 CSNS的装置  13-15
第二章 CSNS靶站热分析理论基础  15-21
  2.1 传热学基础知识  15-17
    2.1.1 热传导  15-16
    2.1.2 热对流  16
    2.1.3 热辐射  16-17
  2.2 相似特征数  17-18
  2.3 影响表面传热系数的主要因素  18-21
第三章 CSNS靶站反射体热分析  21-35
  3.1 反射体材料对中子通量的影响  21-22
  3.2 SolidWorks概述  22-23
  3.3 靶站散裂反应中心的三维建模  23-27
  3.4 靶站散裂反应中心装配成型  27-29
  3.5 COSMOSFloworks简介  29-31
    3.5.1 计算流体动力学概述  29
    3.5.2 COSMOSFloworks的使用流程  29-30
    3.5.3 COSMOSFloworks的网格技术  30-31
  3.6 初始条件及边界条件  31-33
  3.7 模拟结果及分析  33-35
第四章结论及展望  35-37
参考文献  37-39
硕士期间发表的论文  39-40
致谢  40-41
个人简介  41-42

基于COSMOSFloworks的CSNS的靶站反射体热分析

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