Mitigation of jet cross-flow induced vibrations using an innovative biomimetic nozzle design inspired by shark gill geometry
Notice bibliographique
Résumé
Shark gill slits enable sharks to eject the water after the oxygen has been removed in ram ventilation. The reduced effect of jet flow from the gill slits gives sharks smooth maneuverability. A biomimetic "shark nozzle" is proposed to improve mixing between the jet flow and surrounding fluid. Jet flow systems are an essential component of many industrial applications. The key characteristic of jet flow is the mixing process that occurs between two fluid streams to allow heat and/or mass transfer between them. Many industrial and propulsion devices that use jet flows need rapid mixing for effective and environmentally friendly operation. Fuel-injection systems, chemical reactors, and heating and air conditioning systems are examples of devices where a mixing process takes place. Recently, jet flow plays an important role in design and operation of specialized nuclear pressurized water reactors (PWRs). The loss-of-coolant accident (LOCA) holes and slots machined in the core periphery baffle plates are designed to mitigate the effects of a severe LOCA event. However, in normal operation, the holes are a source of a jet flow that can induced vibrations in the fuel assemblies near the baffle before being mixed with the surrounding fluid. This may cause wear and fretting in fuel rods with their supports. The ultimate solution to prevent the fuel assembly vibrations from LOCA hole jetting in a reactor is enhancing mixing of a jet flow with ambient flow in order to rapidly reduce jet momentum. This work proposes a new shark-inspired nozzle design that exploits the observed high efficiency capacity of shark gill slits. Tests are conducted to evaluate the performance of the new design. The obtained results show that the shark-inspired biomimetic nozzle has a greater effect on the rod bundle vibration, and the critical velocity at which the unstable vibration occurs in the rod bundle is delayed by 20% using the biomimetic nozzle. In addition to delaying instability, a vibration amplitude reduction of 85% was obtained by using the proposed shark-inspired nozzle instead of the circular nozzle.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction distillée sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Apprise à partir de 10 348 étiquettes directes de Codex et de 10 348 étiquettes directes de Gemma. Le mode candidate est l'union des têtes enseignantes seuillées; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont ni des étiquettes humaines ni des étiquettes directes de modèles de pointe.
Scores Codex et Gemma par catégorie
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,001 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,002 |
| Études des sciences et des technologies | 0,001 | 0,000 |
| Communication savante | 0,000 | 0,000 |
| Science ouverte | 0,000 | 0,000 |
| Intégrité de la recherche | 0,000 | 0,000 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,000 | 0,000 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.
score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule tête enseignante, pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».