ACTRAN在核电行业的应用

actran是著名的声学软件提供商－－比利时FFT公司的旗舰产品。基于FFT公司对传统有限元和无限元技术的革新，actran提供了当今最完备的声学解决方案，它已经覆盖了声学、振动声学、流动声学的所有方面。FFT公司作为计算声学解决方案的领先供应商，针对各种不同的问题定制了一系列专业化的模拟工具，确保所提供的解决方案能满足不同的声学设计需要。

中国的核电行业发展迅猛，随着核反应堆功率的提升，一些问题随之涌现，其中与安全生产密切相关的是声疲劳问题。核反应堆中蒸汽流经阀门产生流动噪声，阀门空腔共振将声音放大并沿着主供气管道回传至干燥器，令干燥器产生声致振动，构成声疲劳隐患。actran可以在预研阶段模拟该声疲劳问题，研究方案分为5部分：

（1） 阀门噪声源分析

（2） 管道声传播分析

（3） 干燥器声空间模态分析

（4） 背景流条件声传播分析

（5） 声疲劳试验与仿真

阀门噪声源分析

 预测阀门产生的流动噪声，通常阀门噪声是一个宽带噪声。阀门空腔在声激励作用下，将类似于亥姆霍兹共振器，放大流动噪声，并产生离散谱噪声。计算气流在阀门处产生的噪声频谱，作为噪声源。

 图1.1 阀门共振腔

 图1.2 气动噪声分析流程

流动噪声分析包括CFD计算与CAA计算，详细步骤如下：

（1） 建立CFD分析模型，利用URANS、LES或DES方法提取非定常流场；

（2） 建立ACTRAN声学分析模型，利用ACTRAN/iCFD命令，将CFD基本量转换为气动噪声源，并使用积分法插值入声学网格；

（3） 利用ACTRAN/iCFD命令对声源进行傅里叶转换，将时域信号转换为频域；

（4） ACTRAN计算气动噪声的传播，导出预设场点的声场云图和声压频响函数；

管道声传播分析

 使用ACTRAN计算噪声在管道内的传播，得到干燥器罩内的声场分布。该步骤可以在管道一端加载阀门共振腔声源，计算声波在管道内的传播，获得干燥器罩内部声场分布以及干燥器承受的声载荷。

干燥器声空间模态分析

 ACTRAN计算干燥器声空间模态，判断是否与阀门共振腔噪声源产生声共振现象。根据模态分析结果，指导声空间的优化调整。

 图3.1干燥器声空间模态分析

背景流条件声传播分析将温度、流速、密度等背景流条件插值于ACTRAN声学网格，重新计算声音传播，预测干燥器内部声场、干燥器承受的声载荷等。

声疲劳仿真

声疲劳仿真分析是将声载荷加载到干燥器上，预测干燥器的振动速度与应力分布，研究结构的振动响应。根据振动响应分布，进行结构优化设计。

综上所述，ACTRAN能够有效根据核电系统的声学问题，提供声学数值仿真解决方案。利用ACTRAN的分析，可以解除核电系统的安全隐患。