申请/专利权人：西安交通大学

申请日：2021-11-23

公开（公告）日：2024-04-09

公开（公告）号：CN114077796B

主分类号：G06F30/20

分类号：G06F30/20;G06F111/10;G06F119/08

优先权：

专利状态码：有效-授权

法律状态：2024.04.09#授权;2022.03.11#实质审查的生效;2022.02.22#公开

摘要：一种高适应性多相颗粒弥散型燃料元件温度场计算方法，主要步骤如下：1、建立并设置燃料元件及多相弥散颗粒的几何模拟模型；2、控制流工程软件导入设置完毕的几何模拟模型；3、计算当前时刻元件温度场；4、划分元件子区；5、计算并储存各子区平均温度；6、数值仿真软件修改代表性颗粒参数并计算温度场；7、储存各子区的颗粒及基体材料热导率；8、用理论模型计算元件燃料区等效热导率；9、修正元件导热参数；10、重复步骤3‑9直至时刻末。本发明的高适应性计算方法能够将元件温度场与弥散颗粒温度场建立联系，实现实时参数互传，并对元件导热性能进行数据更新，从而更加有效、准确地评估燃料元件温度场。

主权项：1.一种高适应性多相颗粒弥散型燃料元件温度场计算方法，其特征在于：针对弥散型燃料元件温度场的计算问题，用控制流工程软件实现燃料元件几何模拟模型和弥散颗粒几何模拟模型的参数传递，实现模型间的耦合，有利于准确、全面地确定弥散型燃料元件的等效热导率，进而计算出弥散型燃料元件的温度场；步骤如下：步骤1：确定燃料元件的形式、内部结构和几何参数，确定多相弥散颗粒的形式、排布方式和几何参数，使用数值仿真软件建立燃料元件几何模拟模型和多相弥散颗粒几何模拟模型；步骤2：确定所研究的反应堆类型及设计参数，由反应堆类型及设计参数确定多相材料的物性参数模型，确定多相材料的辐照行为模型，确定基体材料物性参数模型，在数值仿真软件中完成燃料元件几何模拟模型的物性参数模型、辐照行为模型、物理场边界条件及源项设置的操作，完成多相弥散颗粒几何模拟模型的物性参数模型、辐照行为模型、物理场边界条件及源项设置的操作；步骤3：控制流工程软件导入燃料元件几何模拟模型、多相弥散颗粒几何模拟模型；步骤4：控制流工程软件根据燃料元件几何模拟模型的对称性，确定出规整均匀的、互不交叉重叠的子区几何形状，确定划分子区的数量n，完成子区划分，并按子区对应燃料元件几何模拟模型的空间位置完成子区编号；步骤5：控制流工程软件调用燃料元件几何模拟模型，进行初始时刻下燃料元件的传热计算，得到燃料元件的温度型线；步骤6：控制流工程软件根据燃料元件各子区在燃料元件几何模拟模型的空间位置，确定燃料元件各子区在对应空间位置处的温度型线，得到燃料元件各子区内的温度数据，确定燃料元件各子区的边界温度，根据算术平均法确定燃料元件各子区的平均温度，将燃料元件各子区的平均温度数据按燃料元件子区编号进行储存；步骤7：控制流工程软件调用多相弥散颗粒几何模拟模型，调用初始时刻子区序号1的平均温度数据作为子区序号1的代表性多相弥散颗粒传热计算的温度边界条件；步骤8：数值仿真软件计算子区序号1的代表性多相弥散颗粒的温度场，根据傅里叶定律计算出子区序号1的代表性多相弥散颗粒的等效热导率，控制流工程软件提取子区序号1的代表性多相弥散颗粒的等效热导率并按子区编号进行数据储存；步骤9：控制流工程软件调用子区序号1的平均温度数据，用步骤2确定的基体材料物性参数模型，计算子区序号1内的基体材料热导率；步骤10：控制流工程软件调用复合材料等效热导率的理论模型，即麦克斯韦模型见公式1，计算子区序号1的整体等效热导率： 式中：kfr——燃料元件燃料区的热导率Wm·K；κ——多相弥散颗粒与基体材料热导率之比1；kc——基体材料的热导率Wm·K；φ——弥散体占基体材料的体积份额％；步骤11：控制流工程软件按子区编号储存子区序号1的整体等效热导率；步骤12：除子区序号1外，控制流工程软件对其余子区序号重复上述步骤7-11；步骤13：控制流工程软件对燃料元件各子区的整体等效热导率全部更新完成，对各子区整体等效热导率按子区长度与燃料元件半径的关系进行拟合，得到燃料元件等效热导率与半径的函数关系，作为燃料元件更新后的等效热导率；步骤14：控制流工程软件将燃料元件更新后的等效热导率传递给数值仿真软件，数值仿真软件对燃料元件几何模拟模型的导热参数进行修改；步骤15：下一时刻，控制流工程软件判断是否到达计算设定的最后时刻，若未到达最后时刻，则程序重复上述步骤5-14，若已到达最后时刻，则控制流工程软件计算结束。

全文数据：

权利要求：

百度查询： 西安交通大学 一种高适应性多相颗粒弥散型燃料元件温度场计算方法

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