– 系统所：管路系统排气噪声控制研究
结构与NVH跨学科仿真分析方案
疲劳分析
松散的耦合 跌落、碰撞/显式非线性
非线性
Fatigue
Dytran
Marc
MSC Nastran
线性
手工驱动 串行 – 迭代
Actran
声学分析
蒸汽发生器干燥器项目整体规划
蒸汽发生器干燥器项目技术路线
• 干蒸汽由蒸汽发生器主蒸汽管嘴流入主蒸汽管线，主蒸汽管线如设计或安 装不当，往往会在主蒸汽管线阀门交接处形成“声共振”。
泵CFD分析
泵振动分析
声场分布
项目示例：管道振动与辐射噪声分析
• ACTRAN软件与CFD软件联合仿真，计算因管道内部气流流动 引起的振动以及辐射噪声。
– 预测不同流速、管道形状对振动、辐射噪声的影响； – 获得管道振动响应分布，优化卡箍部位。
管道内部压力分布
管壁振动响应
管道外部声场
项目示例：结构与冲击、跌落分析
• 声共振的脉动压力经主蒸汽管线传播，将作用到干燥器表面。研究者一致 认为：“声共振”是导致蒸汽发生器干燥器失效的重要原因。
阀门共振腔噪声
沿主蒸汽管道声传播
上腔室内部声场分布
干燥器表面声载荷
一期项目：项目整体规划
《蒸汽发生器干燥器和主蒸汽管线声共振基础研究》
1-蒸汽发生器干燥器声疲劳实验方案研究 2-阀门共振腔系统实验方案研究 3-主蒸汽管线声脉动压力传播计算方案研究
核燃料容器设计
静强度仿真 疲劳分析 模态 热力学仿真
冲击载荷
结构的冲击强度 关键部件的性能
跌落仿真
关键部件的性能 跌落过程的展现 导致失效的真实原因
项目示例：设备级动力学特性分析
建立有限元模型
确定结构在无阻尼、自由振动条件 下的固有频率和固有振型
模态分析
获取不同加速度下的
应力与形变结果
– 系统所：一回路、二回路管路系统的脉动压力传播分析
• 问题三：脉动压力对设备的影响
– 堆芯所：核燃料棒流致振动分析 – 设备所：蒸汽发生器、堆内构件脉动压力影响分析
• 问题四：主控制室噪声预测与优化
– 公用设施所：主控制室噪声预测 – 公用设施所：主控制室噪声分析软件开发
• 问题五：管道排气噪声的控制
二期项目：项目整体情况简介
《蒸汽发生器干燥器和主蒸汽管线声共振试验研究》
A子项
B子项
D子项
蒸汽发生器上腔室声场试验研究
干燥器波形板声疲劳考核试验研究
管道阀门共振腔系统模型试验研究
项目示例：主控制室隔声分析
玻璃窗隔声
玻璃 窗
混凝土墙隔声
混凝土 墙
结构声传播
结构声传递
项目示例：管道阀门
• ACTRAN软件与CFD软件联合仿真，计算因阀门共振引起的声源 ，并提取管道任意位置的声压响应。
安全阀声源：6个，间隔991mm 隔离阀声源：1个，安全阀上游1860mm
声学激励
单位能量的平面波
单位能量的平面波
安全阀声源：频率220Hz，强 度100 dB
隔离阀声源：频率120Hz，强 度120dB
主蒸汽管线整体声学传递损失特性
E1
E2
E3
声场分布云图
E4模型-主蒸汽管线
• 传递损失
声压级分布云图
– 评价噪声与流速、管道形状的关系； – 获得管道内流体声级响应，协助定义管道内的脉动声源。
阀门共振腔
声压级分布云图
特征场点频响曲线
项目示例：泵
• ACTRAN软件与Pumplinx软件联合仿真，计算泵工作引起的振 动以及辐射噪声。
– 预测泵引起的流噪声以及振动响应，评估设备影响； – 获得管道内流体声级响应，协助定义管道内的脉动声源。
蒸 发 器 上 腔 室 模 型
行
波
旁
管
支
混
管
响
共
腔
振
模
腔
型
亥
姆
主
霍
管
兹
道
共
弯
振
管
腔
主蒸汽管线声脉动压力传播计算方案研究
序号 E1 E2_1弯管
主管道+支管
多个阀门声源 耦合作用
几何
弯管角度90° 弯管曲率半径2896mm 支管内径25mm,支管高度100mm 支管内径25mm,支管高度500mm
获取时间-加速度曲线
惯性分析（加速 度分析）
冲击分析
随机振动响应、随机振动 疲劳分析
随机振动分析
谢谢大家！
核电结构振动噪声CAE分析方案及应用
结构振动、噪声分析方案与项目案例
蒸汽发生器干燥器和主蒸汽管线声共振研究 主控制室隔声分析 其它项目示例
核电振动噪声需求分析
堆内构件结构
主控制室
某型电站模型示意图
核电振动噪声问题分类
• 问题一：设备产生的声源问题
– 系统所：管道阀门、泵的脉动声源计算
• 问题二：管路系统脉动压力传播