D.6.1 反应堆吊篮水流振动模型试验

在该模型试验的反应堆容器内充满水，不存在流体晃动，因此可以忽略固体和流体重力对运动的影响，则Fr和数可以放宽。另外Re数在103～107范围内具有自相似关系也予以放宽。所以重点确保St数和Ma数作为主要的相似准则。

如模型的固体的材料与实物完全相同，即Cρs=CE=1，则满足ClCf=1，则流体微元运动的St数中必须满足=Cv=1，即ClCf=1也得到满足。

表D.2列出实物和模型尺寸比例Cl=6时的所有有关参数的相似关系。

表D.2　模型和实物的相似关系（Cv=1）

D.6.2 反应堆本体地震模型试验

如果反应堆容器内充满水，地震时不会产生液态晃动，则该试验仍遵从流-固耦合效应为主，忽略重力影响。仍可满足表D.2中的相似关系。但带来一个问题是在模型试验中要求的地震输入加速度需扩大6倍，其地震台的容量可能达不到该要求，为此可考虑地震输入加速度反应谱的幅值缩小1/6，如在线弹性范围内所测的模型上所有相关的输出值同时也下降1/6倍。但需注意的是所有参数和表D.2相同不变。

从图D.1的模型试验中输入的加速度反应谱可看出横坐标的频率比例关系为1∶6，其纵坐标上的加速度幅值仍保持1∶1比例关系。在表D.2中测量值的输出（如速度、加速度……）的幅值均降低了1/6。

图D.1　实物和模型的地震输入加速度反应谱比例

D.6.3 水池（储罐）的地震模型试验

水池（或储罐）在地震作用下存在水的晃动与流-固耦合两种反应。流-固耦合在D.6.2节的应用中已证明，满足波动速度相似关系Cv=1为主要目标，但池内水晃动现象是与重力加速度g有关，所以要以加速度相似关系Cg=1为主要目标，若采用模型中的流体与固体与实物完全相同条件时，相似关系满足Cρ=CE=1条件。表D.3列出了实物和模型尺寸比例Cl=6时的所有有关参数的相似关系。这两种现象同时要遵循的相似准则必然存在着矛盾，如流体晃动频率远低于流-固耦合共振频率的假设条件下可采用相同的模型分3步进行地震试验。

表D.3　模型和实物的相似关系（Cg=Ca=1）(www.daowen.com)

（续表）

（1）水池内水晃动条件下的地震模型试验，可采用Cg=1为出发点建立所有参数的相似关系（见表D.3）。

（2）水池水面用盖封住，池内水无晃动条件下的地震模型试验，可采用Cv=1为出发点建立所有参数的相似关系（见表D.2）。

（3）两种试验结果分别换算到实物后再按实物统一的时程进行叠加，获得各类参数的总结果。

D.6.4 纯氧顶吹炼钢转炉模拟技术

该问题属于典型的气（氧吹）-流体（钢液）-固体（转炉）的耦合振动，钢液扰动时的质量力影响不能被忽略，因此应按加速度相似保证满足：

Cg=Ca=1

（D.31）

合理选取模型的材料可满足式（D.31），该模型可采用硬聚氯乙烯板材（PV）制成转炉模型，其弹性模型E（m）=4×103 MPa，密度=1.56 kg/m3，实物E（p）=2×105 MPa，密度=7.8 kg/m3，则CE=50，Cρs=5。按表D.1中相似条件可得到尺寸比例Cl=10与频率比例Cf=。钢液=6.9 kg/m3，可合理配置一定浓度的三氯化铁溶液时，其密度=（6.9/5）kg/m3=1.38 kg/m3，即可满足Cρ f=Cρs=5的条件。所有参数的相似关系如表D.4所示。该相似条件既满足重力的影响又满足了流固耦合条件，属于圆满解决了D.6.2节中存在矛盾问题的一个典型的案例。

表D.4　模型和实物的相似关系（Cg=1）

（续表）