申请/专利权人：西安交通大学

申请日：2024-01-26

公开（公告）日：2024-04-12

公开（公告）号：CN117875213A

主分类号：G06F30/28

分类号：G06F30/28;G06F30/20;G06F111/10;G06F113/08;G06F119/14

优先权：

专利状态码：在审-实质审查的生效

法律状态：2024.04.30#实质审查的生效;2024.04.12#公开

摘要：本发明公开了一种压水堆燃料元件棒束异物磨蚀分析方法，该方法是基于计算流体力学软件Fluent与离散元软件EDEM开展流固耦合模拟计算，步骤如下：建立燃料棒边界与格架的几何模型；划分燃料棒边界与格架的计算流体力学网格；建立金属异物颗粒模型；对堆芯异物进入燃料组件棒束通道后的一系列物理现象开展了数值模拟分析，包括异物卡滞、异物振动等，获得了流场速度与压力云图、颗粒具体运动行为等关键参数，基于Archard磨损模型得到了包壳表面磨蚀体积，分析了不同边界条件及异物种类对包壳异物磨蚀损伤的影响机理，针对性地提出了异物过滤的优化措施，为压水堆内燃料棒包壳异物磨蚀损伤现象提供了理论分析手段，为燃料棒包壳的安全特性评估及优化设计提供支撑。

主权项：1.一种压水堆燃料元件棒束异物磨蚀分析方法，其特征在于：基于计算流体力学软件Fluent与离散元软件EDEM开展流固耦合模拟计算，包括如下步骤：步骤1：在计算流体力学软件Fluent中建立燃料棒边界与格架的三维几何模型；步骤2：在步骤1的三维几何模型上划分棒束间冷却剂流道的计算流体力学网格并设置边界条件；步骤3：在离散元软件EDEM中建立金属异物颗粒模型，并定义颗粒的材料、密度、硬度、杨氏模量、相对作用系数，并在离散元软件EDEM上载入在步骤2中划分完成的网格，并定义燃料棒边界与格架的三维几何模型的材料密度、材料硬度、杨氏模量、相互作用系数；步骤4：在计算流体力学软件Fluent求解器中载入步骤2中划分完成的网格，并写入接口脚本，即离散元软件EDEM的接口文件，将两种软件耦合起来，设置相对应关系的时间步长并初始化，实时互相提供数据，实现同时计算；步骤5：在计算流体力学软件Fluent求解器中得到流场的速度、压力、流线数据，在离散元软件EDEM求解器中得到固体的速度、耦合力、运动轨迹数据；实现计算流体力学软件Fluent和离散元软件EDEM的双向耦合，当燃料棒边界与格架的三维几何模型和金属异物颗粒模型之间的耦合力随时间稳定震荡时，在计算结束后记录每个时间步上耦合力在空间上的分布；步骤6：利用Matlab将Archard磨损模型以函数的形式编译出来，选取一个时间段内稳定的耦合力作为自变量并代入函数中，通过无量纲化算出相对应时间内金属异物颗粒由于微动磨蚀而产生的磨蚀体积，在不同的工况下，不同形状的金属异物颗粒会产生差异较大的磨蚀体积，分析其中的数据来对下管座的尺寸和形状进行优化，从而得到异物过滤的改良方案。

全文数据：

权利要求：

百度查询： 西安交通大学 压水堆燃料元件棒束异物磨蚀分析方法

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