内容简介
《海洋条件下反应堆热工水力特性研究》主要介绍了海洋条件下反应堆系统的热工水力特性。
《海洋条件下反应堆热工水力特性研究》共分为7章，第1章从海洋环境的基本定义及海基核动力装置的要求入手，引出了海洋条件的潜在影响；第2章和第3章主要利用实验、理论和数值计算方法分析摇摆条件下单相流动特性和传热特性，阐明了摇摆运动下系统流动波动与驱动力、附加惯性力和摩擦阻力的关系，揭示了附加惯性力对流动阻力特性和传热特性的影响机理，并定义了适用于运动条件的准则关系式；第4章介绍了摇摆条件下系统的两相流动不稳定性，包括典型流动状态、流动不稳定性分类及摇摆对系统行为的影响机理等内容；第5章在第4章实验研究的基础上，利用混沌时间序列方法分析摇摆条件下两相自然循环系统的非线性特征及非线性演化规律，并实现了对混沌脉动行为的单变量及多变量预测；第6章通过建立相关物理模型、核反馈模型，分析了摇摆条件下自然循环系统的核热耦合特性；第7章介绍了海洋条件下局部气泡行为的可视化研究成果，包括气泡行为的分类特性以及第一类、第二类气泡基本参数的预测等。
《海洋条件下反应堆热工水力特性研究》可供从事核反应堆热工水力等领域研究的科技人员参考，也适合高等院校相关专业的师生阅读。
目录
第1章 绪论
1．1 背景及意义
1．2 船舶海洋环境
1．2．1 船舶环境
1．2．2 海洋环境因素
1．3 海基核动力装置要求
1．3．1 气候环境要求
1．3．2 船舶机械环境要求
1．4 海洋条件潜在影响分析
1．5 本书内容
参考文献
第2章 摇摆条件下单相流动特性分析
2．1 研究现状
2．2 摇摆条件下单相流动特性理论分析与数值模拟
2．2．1 摇摆运动回路积分模型
2．2．2 流量波动时层流流场特性理论分析
2．2．3 摇摆运动湍流流动特性数值仿真
2．3 摇摆运动条件下回路流动特性实验研究
2．3．1 实验装置简介
2．3．2 摇摆运动条件下典型流量波动现象
2．3．3 摇摆运动条件下瞬态流动特性影响因素
2．3．4 摇摆运动条件下矩形通道内的阻力特性研究
2．4 摇摆条件引起回路流量波动的分析
2．4．1 摇摆运动条件下瞬时流动流量波动界限
2．4．2 摇摆运动下单相自然循环流动特性分析
2．4．3 摇摆运动条件下自然循环摩擦阻力系数修正
参考文献
第3章 摇摆条件下单相换热特性分析
3．1 摇摆条件下单相换热理论分析
3．1．1 平板道脉动流换热分析
3．1．2 圆管通道脉动流换热分析
3．2 摇摆条件下单相流动换热特性数值分析
3．2．1 计算模型
3．2．2 摇摆运动对流动换热特性的影响
3．3 摇摆条件下单相换热实验研究
3．3．1 实验系统介绍
3．3．2 竖直静止条件下单相换热特性
3．3．3 摇摆条件下温度波动特性
3．3．4 摇摆运动下的流动换热特性
3．4 不同驱动力引起的脉动流流动换热特性
参考文献
第4章 摇摆条件下流动不稳定性分析
4．1 流动不稳定性研究现状
4．2 摇摆条件下自然循环流动不稳定性
4．2．1 竖直工况自然循环流动不稳定性
4．2．2 摇摆工况自然循环流动不稳定性
4．2．3 流动不稳定现象分类
4．2．4 高含汽率流动特性
4．2．5 典型流动不稳定性边界
4．2．6 摇摆工况下的流动不稳定影响因素
4．3 摇摆运动下强迫循环流动不稳定性
4．3．1 实验方法及参数范围
4．3．2 典型实验现象
4．3．3 摇摆条件下的流动不稳定性机理
4．3．4 流动不稳定性演化特性
参考文献
第5章 摇摆条件下自然循环系统混沌特性及预测
5．1 混沌理论基础及分析方法
5．1．1 混沌时序分析在两相流分析中的应用
5．1．2 混沌理论基础
5．1．3 相空间重构理论
5．1．4 混沌时序分析步骤及分析方法
5．1．5 主分量分析法
5．2 摇摆条件下自然循环系统的流动混沌特性
5．2．1 典型非线性现象
5．2．2 非线性演化特征
5．2．3 非线性演化机理
5．2．4 摇摆参数对混沌的影响
5．3 混沌流量脉动预测
5．3．1 混沌流量脉动的预测方法
5．3．2 单变量混沌脉动预测
5．3．3 基于多变量相空间重构的多变量混沌脉动预测
5．3．4 预测时间尺度
5．3．5 动态预测
参考文献
第6章 摇摆条件下自然循环核热耦合特性
6．1 核热耦合特性研究现状
6．2 摇摆条件下自然循环系统核热耦合建模
6．2．1 物理模型
6．2．2 核反馈模型
6．2．3 程序的编制
6．3 摇摆条件下自然循环核热耦合特性分析
6．3．1 摇摆条件下核热耦合效应对自然循环系统参数的影响
6．3．2 摇摆参数对自然循环核热耦合效应的影响
6．3．3 机理分析
6．4 不同核反馈方式下自然循环核热耦合特性研究
6．4．1 核反馈方式对自然循环核热耦合效应的影响
6．4．2 核反馈系数对自然循环核热耦合效应的影响
参考文献
第7章 海洋条件下局部气泡行为
7．1 气泡行为分类特性研究
7．1．1 可视化实验段
7．1．2 气泡类别及其基本特征
7．1．3 两类气泡工况分析
7．1．4 海洋条件对气泡类别的影响
7．2 第一类气泡参数的预测与建模
7．2．1 第一类气泡的基本特性
7．2．2 气泡最大直径和最大直径时间
7．2．3 气泡浮升直径和运动速度
7．2．4 气泡核化密度
7．2．5 气泡核化频率
7．3 第二类气泡参数的预测与建模
7．3．1 第二类气泡基本特性
7．3．2 气泡平均直径
7．3．3 气泡运动速度
7．3．4 气泡数量密度
7．4 海洋条件影响气泡行为总结
参考文献
前言/序言
随着人类对能源和资源需求的增加，海洋运输、深海探测、极地科考等海洋活动日益频繁。核能以其能量密度高、续航能力强和环境友好等优势，在海洋运输、海洋资源开发和浮动核电站建设等领域具有广阔的应用前景。然而，海洋环境复杂多变，常伴随风暴、巨浪、海冰、海雾及海啸等恶劣自然气象。在海洋环境中运行的核动力船舶、浮动核电站、核动力破冰船、深海核动力工作站等势必遭受海浪波动、海浪砰击及海流冲击等作用，对核反应堆设备与系统的热工水力特性造成潜在影响。同时，热工特性的改变又会造成堆芯物理特性的改变，进而影响核反应堆的安全特性。因此，针对海洋条件下核反应堆热工水力特性的研究成为当前的研究热点之一。
围绕海洋条件下核反应堆的热工水力特性，作者及其课题组开展了十多年的研究工作，取得了一些进展，初步建立起较为完善的研究方法和体系，本书是在以往研究成果基础上总结归纳而成的一部学术著作。
本书所涉及的研究工作先后得到了国家重大安全基础研究项目（613103、613278）、国防重点学科实验室基金（HEUFN1305）、国防重点实验室基金（KZA-KA-1101）、国家自然科学基金（50806014）、黑龙江省青年学术骨干支持计划（1254G017）、黑龙江省优秀归国基金（LC2011C18）、教育部留学归国基金（2012-1707）以及中央高校基本科研业务费（HEUCFD1512）的资助以及中国核动力研究设计院、中国广核集团有限公司、中国船舶重工集团公司第701研究所、中国船舶重工集团公司第719研究所等单位的支持。
衷心感谢作者所在课题组高璞珍教授、阎昌琪教授以及孙立成教授在研究工作中给予的帮助和支持，也感谢所有对本书内容有贡献的历届博士和硕士研究生，他们分别是王畅、幸奠川、李少丹、王占伟、张连胜、余志庭、袁红胜，他们对本书的出版做出了诸多贡献。在书稿排版、整理及校对等方面，袁红胜、程坤、李兴、何川、杨博男、冯丽、米争鹏等同学付出了艰辛的劳动，在此一并表示感谢。
著名核动力专家、中国工程院院士于俊崇先生对本书的写作给予了热情的鼓励并亲为作序，作者在这里向于院士表示衷心的感谢。
本书承蒙西安交通大学苏光辉教授、重庆大学潘良明教授的推荐，特致诚挚的谢意。
