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자료유형
학술저널
저자정보
Yu Zhang (Nuclear Power Institute of China) Jiang Lai (Nuclear Power Institute of China) Chao He (Nuclear Power Institute of China) Shihao Yang (Nuclear Power Institute of China)
저널정보
한국원자력학회 Nuclear Engineering and Technology Nuclear Engineering and Technology 제54권 제5호
발행연도
2022.5
수록면
1,835 - 1,844 (10page)
DOI
https://doi.org/10.1016/j.net.2021.10.043

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Single-orifice plate is wildly utilized in the piping system of the nuclear power plant to throttle anddepressurize the fluid of the pipeline. The cavitation induced by the single-orifice plate may cause someserious vibration of the pipeline. This study aims to find the optimal designs of the single-orifice platesthat may have weak cavitation possibilities. For this purpose, a new single-orifice plate with aconvergent-flat-divergent hole was modeled, a multi-objective optimization method was proposed tooptimize the shape of a single-orifice plate, while computational fluid dynamics method was adopted toobtain the fluid physical quantities. The reciprocal cavitation number and the developmental integralwere treated as cavitation indexes (e.g., objectives for the optimization algorithm). Two non-dominantdesigns ultimately achieved illustrated obvious reduction in the cavitation indexes at a Reynolds number Re ¼ 1 105 defined based on fluid velocity. Besides, the sensitivity analysis and temperature effectswere also performed. The results indicated that the convergent angle of the single-orifice plate dominants the cavitation behavior globally. The optimal designs of single-orifice plates result in lowerdownstream jet areas and lower upstream pressure. For a constant Reynolds number, the higher temperature of liquid water, the easier it is to undergo cavitation. Whereas there is a diametric phenomenonfor a constant fluid velocity. Moreover, the regression models were carried out to establish the mathematical relation between temperature and cavitation indexes
#Single-orifice plate #Cavitation #Shape optimization #Neighborhood cultivation genetic algorithm #Computational fluid dynamics

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