基于Monte Carlo方法的两相流动参数探测不确定性研究

来源：核动力工程杂志2024年第4期北京时间：

作者：刘丽, 朱隆祥, 张卢腾, 马在勇, 孙皖, 潘良明, 邓坚

单位：1.重庆大学低品位能源利用技术及系统教育部重点实验室，重庆，400044；2.重庆大学动力工程及工程热物理博士后科研流动站，重庆，400044；3.重庆大学核工程与核技术系，重庆，400044；4.中国核动力研究设计院，成都，610213；

摘要：气泡速度和气泡数目是计算界面面积浓度等相态特性的关键参数，因此对电导探针测得的气泡速度和数目进行不确定性研究是很有必要的。采用Monte Carlo方法生成大量随机气泡运动样本，得到探针捕获直径1~6 mm气泡的统计规律。通过引入相对速度波动分量<i>H</i>研究了气泡横向速度对有效气泡数目和气泡速度的影响。结果表明，气泡横向速度的存在可缓解由于探针横向间距而无法测量较小气泡的情况；但有效气泡数目随着气泡横向速度的增大显著降低，逃逸气泡数目增加。同时，<i>H</i>=0时，速度误差仅来源于探针横向间距，且速度误差随着气泡直径的增加而减小；<i>H</i>≠0时，对于直径大于3 mm的气泡，气泡向左或向右的横向运动反而使得探针从远离中轴线处穿过气泡，导致气泡实际移动距离增大，速度误差也增大。本文研究可为确定及修正界面面积浓度等两相流动参数不确定度提供参考。

关键词：Monte Carlo方法, 气泡横向速度, 有效气泡数目, 撞击角

基金资助：国家自然科学基金（U2067210，12205031）；低品位能源利用技术及系统教育部重点实验室基金（LLEUTS-2024002）