Tương tác chất lưu kết cấu FSI nghiên cứu lý thuyết và ứng dụng trong công nghiệp

Tương tác chất lưu kết cấu FSI nghiên cứu lý thuyết và ứng dụng trong công nghiệp Tương tác chất lưu kết cấu FSI nghiên cứu lý thuyết và ứng dụng trong công nghiệp Tương tác chất lưu kết cấu FSI nghiên cứu lý thuyết và ứng dụng trong công nghiệp Tương tác chất lưu kết cấu FSI nghiên cứu lý thuyết và ứng dụng trong công nghiệp Tương tác chất lưu kết cấu FSI nghiên cứu lý thuyết và ứng dụng trong công nghiệp Tương tác chất lưu kết cấu FSI nghiên cứu lý thuyết và ứng dụng trong công nghiệp Tương tác chất lưu kết cấu FSI nghiên cứu lý thuyết và ứng dụng trong công nghiệp Tương tác chất lưu kết cấu FSI nghiên cứu lý thuyết và ứng dụng trong công nghiệp

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƢỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI - HOÀNG TÂN HƢNG TƢƠNG TÁC CHẤT LƢU – KẾT CẤU (FSI): NGHIÊN CỨU LÝ THUYẾT VÀ ỨNG DỤNG TRONG CÔNG NGHIỆP LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC KHOA HỌC VÀ KỸ THUẬT TÍNH TỐN Hà Nội – 2017 Trang BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƢỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI - HOÀNG TÂN HƢNG TƢƠNG TÁC CHẤT LƢU – KẾT CẤU (FSI): NGHIÊN CỨU LÝ THUYẾT VÀ ỨNG DỤNG TRONG CÔNG NGHIỆP Chuyên ngành: KHOA HỌC VÀ KỸ THUẬT TÍNH TỐN LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC KHOA HỌC VÀ KỸ THUẬT TÍNH TỐN NGƢỜI HƢỚNG DẪN KHOA HỌC: PGS.TS NGUYỄN VIỆT HÙNG Hà Nội Trang – 20172 Luận văn Thạc sỹ Khoa học Đại học Bách Khoa Hà Nội Lời cam đoan Tơi, Hồng Tân Hƣng, xin cam đoan luận án cơng trình nghiên cứu thân dƣới hƣớng dẫn PGS.TS Nguyễn Việt Hùng Các kết nêu báo cáo luận án trung thực, không chép cơng trình khác Hà Nội, ngày tháng năm 2017 HỌC VIÊN HOÀNG TÂN HƢNG NGƢỜI HƢỚNG DẪN KHOA HỌC: PGS.TS NGUYỄN VIỆT HÙNG i Luận văn Thạc sỹ Khoa học Đại học Bách Khoa Hà Nội Lời cảm ơn Để hoàn thành luận án này, trƣớc hết tơi xin bày tỏ lịng kính trọng biết ơn tới PGS.TS Nguyễn Việt Hùng ,ngƣời thầy trực tiếp hƣớng dẫn , giúp đỡ tơi q trình học tập thực luận án Tôi xin chân thành cảm ơn thầy cô Viện Nghiên cứu quốc tế Khoa học Kỹ thuật tính tốn, anh chị công ty Công Nghệ Tiên Tiến, đồng nghiệp Trung tâm An toàn hạt nhân, Viện Khoa học Kỹ thuật hạt nhân giúp đỡ, tạo điều kiện để tơi hồn thành luận án Tôi xin gửi lời cảm ơn đến công ty Cổ phần Công nghệ tiên tiến (http://advantech.vn/) cung cấp quyền phần mềm ANSYS tài liệu liên quan giúp tơi thực nghiên cứu Cuối tơi xin cảm ơn gia đình ngƣời bạn động viên suốt thời gian thực luận văn ii Luận văn Thạc sỹ Khoa học Đại học Bách Khoa Hà Nội TÓM TẮT LUẬN VĂN THẠC SĨ Đề tài: Tƣơng tác chất lƣu – kết cấu (FSI): Nghiên cứu lý thuyết ứng dụng cơng nghiệp HỒNG TÂN HƢNG Viện Nghiên cứu Quốc tế vê Khoa học Kỹ thuật tính tốn Trƣờng đại học Bách Khoa Hà Nội Từ khóa: FSI, VIV, tai nạn lò phản ứng hạt nhân, Monju Tƣơng tác chất lƣu – kết cấu (FSI) toán có vai trị quan trọng nhiều ngành cơng nghiệp khác nhau, nhiên lĩnh vực đầy thách thức kỹ thuật phân tích địi hỏi phát triển kỹ thuật mô lẫn sức mạnh máy tính Trong luận văn thực nghiên cứu tƣợng Dịng xốy sinh dao động (VIV), toán FSI để nghiên cứu tai nạn rò rỉ chất làm mát lò phản ứng hạt nhân Monju, Nhật Bản, vốn đƣợc coi giải pháp lƣợng tƣơng lai Trong luận văn tập trung nghiên cứu đặc trƣng VIV tác động lên ống chứa cảm biến nhiệt độ khiến cho phần bị bẻ gãy dẫn đến tai nạn Các phân tích đƣợc mơ phần mềm mô công nghiệp ANSYS với kết hợp trƣờng kết cấu (Mechanical) trƣờng chất lỏng (Fluent) thông qua modun kết nối (System Coupling,) để trao đổi liệu Do phức tạp toán FSI nên kết ban đầu luận văn cần đƣợc hoàn thiện kiểm chứng thêm nghiên cứu tƣơng lai trƣớc đƣa đánh giá thực tế iii Luận văn Thạc sỹ Khoa học Đại học Bách Khoa Hà Nội Mục lục Lời cam đoan i Lời cảm ơn ii Danh mục ký tự viết tắt vi Danh mục hình vẽ vii Danh mục bảng x Mở đầu .1 Chƣơng 1: Tổng quan .4 1.1 Lò phản ứng Monju tai nạn rò rỉ chất tải nhiệt .4 1.1.1 Diễn biến tai nạn 1.1.2 Khảo sát nguyên nhân 1.2 Giới thiệu toán tƣơng tác chất lƣu – kết cấu (FSI) .10 1.2.1 Hệ thống kết nối (System Coupling) 10 1.2.2 Tƣơng tác FSI chiều .11 1.2.3 Tƣơng tác FSI hai chiều 11 1.3 Lý thuyết động lực học dòng chảy 11 1.3.1 Bảo toàn khối lƣợng bảo toàn động lƣợng .12 1.3.2 Dòng chảy qua ống trụ tròn .13 1.3.3 Lớp biên .13 1.3.4 Mơ hình rối 13 1.3.5 Dòng xoáy sinh dao động 14 1.3.6 Dịng xốy 15 1.3.7 Số Strouhal 17 1.3.8 Lock in 18 iv Luận văn Thạc sỹ Khoa học 1.3.9 Đại học Bách Khoa Hà Nội Hệ số lực kéo lực nâng 19 1.3.10 Phƣơng pháp thể tích hữu hạn .20 1.4 Lý thuyết học kết cấu .21 1.4.1 Phân tích Modal 21 1.4.2 Phân tích động lực chất rắn 21 Chƣơng 2: Phƣơng pháp phân tích .23 2.1 Mô hình hóa tốn .23 2.2 Phân tích dao động riêng .26 2.3 Phân tích dịng xốy mơ hình 2D 32 2.4 Phân tích tốn tƣơng tác chất lƣu – kết cấu 3D .41 2.4.1 Mơ hình hình học 3D .41 2.4.2 Thiết lập mô 41 Chƣơng 3: Kết tính tốn 51 3.1 Bài toán tƣơng tác FSI chiều 51 3.2 Bài toán tƣơng tác FSI hai chiều 53 Kết luận 56 Tài liệu tham khảo 57 v Luận văn Thạc sỹ Khoa học Đại học Bách Khoa Hà Nội Danh mục ký tự viết tắt Ký tự viết tắt Tiếng Anh Tiếng Việt FSI Fluid Structural Interaction Tƣơng tác chất lƣu – kết cấu VIV Vortex-Induced Vibrations Dịng xốy gây dao động FBR Fast Breeder Reactor Lò tái sinh nhanh (hạt nhân) SC System Coupling Ghép nối hệ thông CFD Computational Fluid Dynamics Động lực học lƣu chất 2D Dimension Không gian chiều 3D Dimension Không gian chiều IHX Intermediate Heat Exchanger Vòng trao đổi nhiệt trung gian vi Luận văn Thạc sỹ Khoa học Đại học Bách Khoa Hà Nội Danh mục hình vẽ Hình 1.1: Dự trữ tài nguyên lƣợng giới (trang 8, [11]) Hình 1.2: Vị trí xảy tai nạn (trang 160, [8 ]) Hình 1.3: Vị trí xảy tai nạn nhìn từ cao (trang 162 [8]) Hình 1.4: Hình học cảm biến nhiệt độ vòng thứ cấp (trang 47, [1]) Hình 1.5: Đƣờng rị rỉ natri lỏng (trang 48, [1]) Hình 1.6: Minh họa tƣơng tác FSI 10 Hình 1.7: Biên dạng vận tốc dòng chảy qua mặt cong 13 Hình 1.8: Các chế độ dịng xốy (trang 5,[2]) 16 Hình 1.9: Mối liên hệ số Strouhal số Re cho ống trụ (trang 7,[2]) .17 Hình 1.10: Mối liên hệ độ giảm vận tốc tỷ số khối lƣợng (trang 9,[2]) .19 Hình 2.1: Quy trình thực phân tích 23 Hình 2.2: Hình học phần chất rắn tốn mơ 24 Hình 2.2: Lịch sử vận hành hệ thống tải nhiệt thứ cấp lò phản ứng Monju (trang 120,[9]) 25 Hình 2.3: Cài đặt phân tích dao động riêng .26 Hình 2.4: Các dạng dao động ống chứa cảm biến nhiệt độ 27 Hình 2.5: Sơ đồ kích thích phƣơng vng góc vùng lock in (trang 7, [6]) 28 Hình 2.6: Phản hồi độ lớn ứng suất lực tác động dịng chảy (trang 8, [6]) 29 Hình 2.7: Ví dụ thiết kế ống chứa cảm biến nhiệt độ vƣợt qua đỉnh cộng hƣởng phƣơng (trang 10, [6]) 30 Hình 2.8: Ví dụ thiết kế ống chứa cảm biến nhiệt độ không vƣợt qua đƣợc cộng hƣởng phƣơng (trang 10, [6]) 30 Hình 2.9: Ví dụ đánh giá cộng hƣởng dịng Emerson (thiết kế khơng đƣợc chấp nhận) (trang 7, [6]) 31 Hình 2.10 Hình học phân tích dịng xốy 2D 33 vii Luận văn Thạc sỹ Khoa học Đại học Bách Khoa Hà Nội Hình 2.11: Mơ hình lƣới tổng thể chi tiết vị trí đặt ống chứa cảm biến nhiệt độ 2D 33 Hình 2.12: Trƣờng vận tốc với xoáy đƣợc tạo thành TH1 34 Hình 2.13: Trƣờng vận tốc với xốy đƣợc hình thành TH5 35 Hình 2.14: Thay đổi hệ số lực cản lực nâng theo thời gian TH1 35 Hình 2.15: Thay đổi hệ số lực cản lực nâng theo thời gian TH1 giai đoạn ổn định .36 Hình 2.16: Thay đổi hệ số lực cản lực nâng theo thời gian TH5 36 Hình 2.17: Thay đổi hệ số lực cản lực nâng theo thời gian TH1 giai đoạn ổn định .37 Hình 2.18: So sánh hệ số lực cản theo thời gian TH1 TH5 37 Hình 2.19: So sánh hệ số lực cản theo thời gian TH1 TH5 giai đoạn ổn định 38 Hình 2.20: So sánh vận tốc điểm vùng xoáy theo thời gian TH1 TH5 .38 Hình 2.21: So sánh vận tốc điểm vùng xoáy theo thời gian TH1 TH5 giai đoạn ổn định 39 Hình 2.22: Tần số dao động phân tích phổ .40 Hình 2.23: Sơ đồ thiết lập cho toán FSI chiều .42 Hình 2.24: Sơ đồ thiết lập cho FSI hai chiều 42 Hình 2.25: Thiết lập trao đổi liệu toán FSI chiều 43 Hình 2.26: Lựa chọn thời điểm kết truyền liệu áp suất 44 Hình 2.27: Thiết lập tải ràng buộc Transient Structural 45 Hình 2.28: Thiết lập Remeshing Smoothing 47 Hình 2.29: Cài đặt System Coupling cho phần ống chứa cảm biến nhiệt độ 48 Hình 2.30: Thiết lập thời gian bƣớc thời gian System Coupling 49 Hình 2.31: Thiết lập trao đổi liệu System Coupling 50 Hình 3.1: Dịng xốy xuất phía sau ống chứa cảm biến nhiệt độ 51 Hình 3.2: Phân bố ứng suất ống chứa cảm biến, .52 viii Luận văn Thạc sỹ Đại học Bách Khoa Hà Nội Trong cài đặt Mechanical, tiến hành chia lƣới, thiết lập ràng buộc điều kiện biên nhƣ bình thƣờng, ý cần phải nhập liệu tính tốn Fluent sang làm tải trọng để thực tính tốn kết cấu Trong nhánh Static Structural chọn  Imported Load (A5) chọn Insert Pressure Trong mục Details “ Imported Pressure”: - Chọn mặt bên ống chứa cảm biến nhiệt độ mục Geometry - Trong mục CFD Surface chọn mặt đƣợc định nghĩa mặt tiếp xúc với ống chứa cảm biến phân tích Fluent Hình 2.25: Thiết lập trao đổi liệu toán FSI chiều Sau cài đặt trao đổi liệu, chọn Imported Presure chọn Import Load để tải liệu từ mơ đun Fluent vào mơ đun Static Structural Có thể lựa chọn liệu load vào bƣớc thời gian khác đƣợc lƣu phân tích chất lƣu Trang 43 Luận văn Thạc sỹ Đại học Bách Khoa Hà Nội Hình 2.26: Lựa chọn thời điểm kết truyền liệu áp suất 2.4.2.2 Thiết lập mô FSI hai chiều Đối với sơ đồ hình 2.7, hình học đƣợc chia sẻ chung hai modun Transient Structural Fluent, để giúp cho việc trao đổi liệu đƣợc xác hai modun Phần setup Modun đƣợc kết nối với phần setup chung modun System Coupling nhằm thực việc trao đổi liệu hai miền tính tốn Lời giải phần Transient Structural đƣợc kết nối với kết Fluent nhằm chia sẻ việc hiển thị kết sau giải xong toán Trong phần sau giới thiệu chi tiết thiết lập mô đun toán Thiết lập modun Transient Structural - Trong phần Analysis Setting Number of Steps Step End Time 1s Auto Time Stepping Off Defined By Substeps Number of Substeps Time Integration On Large Deflection On Solver Units Manual Trang 44 Luận văn Thạc sỹ - Đại học Bách Khoa Hà Nội Thiết lập tải trọng ràng buộc Ống đƣợc coi nhƣ giữ cố định phần đầu ống: điều kiện : Fixed Support vị trí B Bề mặt ống chứa cảm biến nhiệt độ đƣợc coi bề mặt giao tiếp trƣờng chất rắn trƣờng chất lỏng: Điều kiện Mechanical Fluid Solid Interface (vị trí A) Các thiết lập chi tiết đƣợc thể hình 2.27: Hình 2.27: Thiết lập tải ràng buộc Transient Structural Thiết lập Fluent Trong thiết lập Fluent tiến hành thiết lập nhƣ bình thƣờng thiết lập miền tính tốn với điều kiện biên nhƣ bình thƣờng Vì hai trƣờng hợp có số Reynold lớn 105 nên dòng chảy rối Trong trƣờng hợp lựa chọn mơ hình rối k – tiêu chuẩn mơ hình xử lý xác mơ hình rối gần tƣờng Các kiện biên đƣợc thiết lập nhƣ sau: Inlet Velocity inlet Outlet Pressure outlet Wall Wall Thermo Wall Trang 45 Luận văn Thạc sỹ Đại học Bách Khoa Hà Nội Inlet - Đặt độ lớn vận tốc (Velocity Magnitude) 5.2 m/s - Turbulence Specification Method Intensity and Hydraulic Diameter 10% - Đƣờng kính thủy lực Hydraulic Diameter: 0.5398 m Outlet - Đặt Gauge Pressure to Pa - Các cài đặt Turbulence Specification Method Hydraulic Diameter giống nhƣ Inlet Để nhận đƣợc chuyển vị kết cấu, quan trọng bật chế độ Dynamic Mesh - Kích hoạt chế độ Dynamic Mesh - Kích hoạt chế độ Smoothing Remeshing - Chọn setting để cài đặt cho phần Dynamic Mesh - Chế độ Smoothing cho phép di chuyển nút bên để hấp thụ chuyển động/biến dạng lớp biên số lƣợng nút kết nối chúng khơng thay đổi Có phƣơng pháp để lựa chọn là: - Spring Smoothing - Diffusion smoothing - Linearly elastic solid smoothing Trong phân tích sử dụng chế độ Diffusion smoothing cho phép biến dạng lớn chất lƣợng lƣới cao so với Spring Smoothing, nhiên thời gian tính tốn lâu Chọn Remeshing để thực chia lƣới lại có dịch chuyển lớn biên Các mặt phần tử đƣợc chia lƣới lại tiêu chuẩn chất lƣợng lƣới Skewness kích thƣớc lƣới vƣợt giới hạn cho phép Khi thực chia lại lƣới nút kết nối chúng sec thay đổi, thêm xóa bớt mặt/phần tử Thông thƣờng Smoothing Remeshing đƣợc thực với mục tiêu: Trang 46 Luận văn Thạc sỹ Đại học Bách Khoa Hà Nội - Cung cấp chất lƣợng lƣới tốt - Cho phép bƣớc thời gian lớn Chi tiết cho phần thiết lập Smoothing Remeshing đƣợc mơ tả hình dƣới Smoothing Remeshing Hình 2.28: Thiết lập Remeshing Smoothing Trong phần Dynamic Mesh thiết lập vùng nhận chuyển vị Fluent để nhận chuyển vị từ phân tích kết cấu Ống chứa cảm biến nhiệt độ chi tiết nhận chuyển vị từ phân tích kết cấu - Trong mục Dynamic Mesh Zones chọn Create/Edit - Chọn thermo lựa chọn loại System Coupling Trang 47 Luận văn Thạc sỹ Đại học Bách Khoa Hà Nội Hình 2.29: Cài đặt System Coupling cho phần ống chứa cảm biến nhiệt độ Đây bƣớc cài đặt Fluent cho phép mơ tốn FSI hai chiều, khai báo phần mặt tiếp xúc miền chất lỏng miền chất rắn Hình dạng chuyển vị đƣợc tính mơ đun Transient Structural sau đƣợc truyền qua Fluent Vecto chuyển vị đƣợc định nghĩa nút tạo lên bề mặt kết nối 2.4.2.3 Thiết lập System Coupling Hai mô đun Transient Structural Fluent trao đổi liệu thông qua mô đun System Coupling nên cần thiết lập cài đặt mơ đun System Coupling để thực phân tích toán -Bƣớc thời gian thời gian giải Thiết lập phân tích SC bao gồm thiết lập điều khiển thời gian giải, SC điều khiển thời gian giải cho tất giải tham gia Transient Structural Fluent Ngoài ra, SC thực cài đặt cho việc điều khiển bƣớc thời gian cho tất giải tham gia, đồng thời cài đặt số vòng lặp lớn nhỏ Trang 48 Luận văn Thạc sỹ Đại học Bách Khoa Hà Nội Hình 2.30: Thiết lập thời gian bước thời gian System Coupling - Thiết lập trao đổi liệu Thiết lập trao đổi liệu đƣợc thực mục Participant kết nối lời giải giải tham gia  Đối với Fluent tất vùng đƣợc định nghĩa tƣờng (Wall) đƣợc đƣa vào  Các vùng đƣợc gắn vào SC Fluent sử dụng để truyền liệu hai chiều;  Các vùng khác sử dụng để truyền liệu chiểu sang phân tích kết cấu  Đối với Transient Structural, tất bề mặt giao rắn lỏng (Fluid Solid Interfaces) đƣợc  Tạo liệu tƣơng tác hai miền cách chọn vùng tính tốn cách chọn cặp vùng truyền liệu Fluent Transient Structural chọn Create Data Transfer Trang 49 Luận văn Thạc sỹ Đại học Bách Khoa Hà Nội Hình 2.31: Thiết lập trao đổi liệu System Coupling Trang 50 Luận văn Thạc sỹ Đại học Bách Khoa Hà Nội Chƣơng 3: Kết tính tốn 3.1 Bài tốn tƣơng tác FSI chiều Đối với phân tích 3D, kích thƣớc ống chứa cảm biến nhiệt độ thay đổi nên có khác biệt so với kết phân tích 2D mặt cắt điển hình Do ảnh hƣởng phần đầu có dạng bán trụ phần chân có kích thƣớc lớn hơn, nên xốy xuất khơng hồn hảo nhƣ trƣờng hợp 2D quan sát thấy hình 3.1 Hình 3.1: Dịng xốy xuất phía sau ống chứa cảm biến nhiệt độ Từ hình 3.1 thấy cuộn xốy đƣợc hình thành không đồng dọc theo ống chứa cảm biến nhiệt độ ảnh hƣởng hình học phần đầu phần chân Trang 51 Luận văn Thạc sỹ Đại học Bách Khoa Hà Nội cảm biến Các xoáy gần phía chân gần vùng chuyển tiếp có xu hƣớng nhanh phần xoáy gần đỉnh Chúng ta sử dụng liệu tải trọng giai đoạn ổn định trƣờng chất lỏng để đƣa vào phân tích kết cấu Kết tính tốn đƣợc xem xét ứng suất tƣơng đƣơng Von – Mises, chuyển vị tổng Hình 3.2: Phân bố ứng suất ống chứa cảm biến, Hình 3.3: Vị trí xuất ứng suất lớn Trên hình 3.2 cho ta thấy phân bố ứng suất cảm biến nhiệt độ, thấy vị trí tập trung ứng suất đoạn chuyển tiếp ống chứa cảm biến trùng với vị trí nứt gãy tai nạn lò phản ứng Monju Tuy nhiên, giá trị ứng suất lớn xuất vị trí 18.6 MPa Giá trị nhỏ nhiều so với giới hạn bền mỏi thép kết cấu 86.2 MPa để gây mỏi ống chứa cảm biến Trang 52 Luận văn Thạc sỹ Đại học Bách Khoa Hà Nội Chúng ta xem xét kết tính tốn FSI hai chiều phần sau 3.2 Bài toán tƣơng tác FSI hai chiều Tƣơng tự với toán FSI chiều, mơ hình 3D, hiệu ứng thay đổi hình học phần ống chứa cảm biến dẫn đến hình thành xốy khơng hồn hảo nhƣ mặt cắt điển hình 2D Chúng ta khai thác kết trƣờng chất lỏng trƣờng chất rắn thơng qua cơng cụ CFD Post Hình 3.4: Dịng xốy xuất phía sau ống chứa cảm biến nhiệt độ Đối với trƣờng kết cấu, ta thấy kết ứng suất thay đổi theo thời gian mơ đun Transient Structural Vị trí xuất ứng suất lớn vị trí chuyển tiếp ống chứa cảm biến nhiệt độ Ứng suất lớn lớn giá trị giới hạn bền mỏi thép kết cấu 86.2 MPa, gây phá hủy mỏi cho chi tiết Trang 53 Luận văn Thạc sỹ Đại học Bách Khoa Hà Nội Hình 3.5: Phân bố ứng suất ống chứa cảm biến nhiệt độ Hình 3.6: Vị trí xuất ứng suất lớn thời điểm 0.00288s Ứng suất Von - Mised (MPa) Giới hạn bền mỏi 250 200 150 100 50 0.00E+00 1.00E-02 2.00E-02 3.00E-02 4.00E-02 5.00E-02 Thời gian (s) Hình 3.7: Thay đổi ứng suất lớn theo thời gian Trang 54 6.00E-02 Luận văn Thạc sỹ Đại học Bách Khoa Hà Nội Có thể thấy hình 3.7, giá trị ứng suất lớn lớn giá trị giới hạn bền mỏi 86.2 MPa, hình thành vết nứt gây nguy hiểm đến kết cấu nhiên dao động có xu hƣớng giảm dần Có thể thấy kết tính tốn FSI chiều hai chiều có khác biệt, trƣờng hợp biến dạng kết cấu đáng kể có tác động rõ ràng lên dịng chảy, cần thiết phải thực toán FSI hai chiều Hơn nữa, cần phải chạy thêm thời gian để xác định đặc tính dao động thời gian dài toán FSI hai chiều Vết nứt hình thành phát triển suốt q trình vận hành lị phản ứng, nhiên tai nạn xảy lƣu lƣợng dòng chảy 40% với tần số dịng xốy f S thấp Điều đƣợc lý giải vết nứt phát triển bên kết cấu khiến cho tần số dao động tự nhiên bị giảm cuối dẫn đến đứt gãy ống chứa cảm biến Vấn đề đƣợc thực kế hoạch nghiên cứu tƣơng lai tác giả Trang 55 Luận văn Thạc sỹ Đại học Bách Khoa Hà Nội Kết luận Trong luận văn thực tìm hiểu nghiên cứu lý thuyết áp dụng tƣơng tác chất lƣu – kết cấu (FSI) để phân tích tai nạn xảy lò phản ứng hạt nhân Monju, Nhật Bản FSI vấn đề phức tạp đòi hỏi hiểu biết ngƣời, kỹ thuật mô nhƣ tài ngun tính tốn Luận văn tập trung phân tích tƣợng dịng xốy gây dao động, ngun nhân dẫn đến đứt gãy ống chứa cảm biến nhiệt độ gây rò rỉ natri lỏng lò phản ứng Monju Luận văn thực tính tốn tần số dao động tự nhiên ống chứa cảm biến nhiệt độ tần số dịng xốy (2D), sau so sánh tỷ số hai tần số để tìm trƣờng hợp nguy hiểm đƣa vào phân tích 3D với hai trƣờng hợp FSI chiều hai chiều Các kết tính tốn toán FSI cho thấy ứng suất lớn xuất trùng khớp với vị trí xảy đứt gãy giá trị ứng suất lớn vƣợt qua giá trị giới hạn bền mỏi dẫn đến tai nạn rò rỉ natri lỏng Tuy nhiên, kết toán cần đƣợc kiểm chứng thêm trƣớc đƣa vào áp dụng cho phân tích tƣơng tự Sau tai nạn gãy ống chứa cảm biến nhiệt độ lò phản ứng Monju, ống chứa cảm biến đƣợc thiết kế lại theo tiêu chuẩn nhằm tránh tai nạn tƣơng tự xảy Trong tƣơng lai sử dụng phân tích để kiểm chứng thiết kế Trang 56 Luận văn Thạc sỹ Đại học Bách Khoa Hà Nội Tài liệu tham khảo A MIYAKAWA, H MAEDA, Y KAMI, K ITO, (1998), Sodium Leakage Experience At The Prototype Fbr Monju, Unusual Occurrences During LMFR Operatio, IAEA-TECDOC-1180, pp 43 -56 Aaron Hall-Stinson, Christopher Lehrman, Everett Tripp (2011), Energy Generation From Vortex Induced Vibrations AISI Type 304 Stainless Steel, pp ANSYS Tutorials & Training Materials, Fluid Structure Interaction FSI with ANSYS Fluent 17.0 ANTON GUSTAFSSON (2012), Analysis of Vortex-Induced Vibrations of Risers, Dirk Bauschke, David Wiklund, Andrew Kitzman, Danjin Zulic (2014), Thermowell calculations, pp 7-11 J K Fink and L Leibowitz, Hermodynamic And Transport Properties Of Sodium Liquid And Vapor, Argonne National Laboratory Makoto Sawada (2004), Monju Sodium Leakage Accident & Its Safety Measures, International Sodium Handling Technology Training Course Masaki MORISHITA and Yusaku WADA (1998), Fatigue Analysis Of Thermowell Due To Flow-Induced Vibration 10 Shigehiko Kaneko, Tomomichi Nakamura, Fumio Inada, Minoru Kato (2008), Flow-Induced Vibrations Classifications and Lessons from Practical Experiences 11 Tadao AOKI, (2004), An Introduction of MONJU, International Sodium Handling Technology Training Course, pp 09 12 Thi Hoa Bui, Tan Hung Hoang, Minh Giang Hoang; Safety Analyses of VVER-1200/V491 reactor for long term station blackout along with small LOCAs; J Nuclear Science and Technology, Vol.6, No 4, pp 8-17, 2016 Trang 57 ... DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƢỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI - HOÀNG TÂN HƢNG TƢƠNG TÁC CHẤT LƢU – KẾT CẤU (FSI) : NGHIÊN CỨU LÝ THUYẾT VÀ ỨNG DỤNG TRONG CÔNG NGHIỆP Chuyên ngành: KHOA HỌC VÀ... Tƣơng tác chất lƣu – kết cấu (FSI) : Nghiên cứu lý thuyết ứng dụng công nghiệp HOÀNG TÂN HƢNG Viện Nghiên cứu Quốc tế vê Khoa học Kỹ thuật tính tốn Trƣờng đại học Bách Khoa Hà Nội Từ khóa: FSI, ... chất rắn Phân tích động lực học kết cấu nghiên cứu ứng xử kết cấu dƣới tác động tải trọng Các dự án phân tích động lực học kết cấu xác định phản hồi kết cấu dƣới tải trọng dạng xung Tải tác dụng