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    目前国际上核安全界常用的分析程序主要有: (1)系统性程序:   STCP, ASTEC, MAAP,
    THALE,  ESTE,  JASMINE,MACRES,MAPLE  等;(2)机理性程序:
    SCDAP/RELAP5,CONTAIN,VICTORIA,CATHARE/ICARE,GASFLOW  等[4] [5]。  
    国外对 CFD 在工程实际中的应用进行了很多研究。Imaizumi
    [6]
    等分析了 PWR 燃
    料组件的三文流动特性,然后,美国西屋电气的 L.D.  Smith[7]
    研究了“计算流体动力
    学在反应堆中应用基准” ,应用CFD软件STAR-CD,对标准高雷诺数
    k  
    模型、非线
    性二次
    k  
    模型和双层模型等湍流模型进行了可用性研究。2006 年 Kliem S[8]
    等用
    CFX5 模拟压力容器下腔室的混合流动,从而对三文耦合程序 DYN3D/RELAP5 和
    DYN3D/ATHLET 的可行性进行了分析。Boros I
    [9]
    等利用 CFD 程序对 VVER-40 反应
    堆一回路管道流动进行了数值模拟,并有效的解释了热分层现象。Rohde U[10]
    等分别
    利用商用软件 CFX 和 FLUENT 对压水堆一回路系统冷却剂的混合流动和流量分配实
    验进行了数值模拟,并且给出了在合流动问题中CFD软件的建议。
    国内也对CFD在工程实际中的应用进行了很多研究。熊万玉[11] [12]
    等从1998 年开
    始用CFD对格架进行研究, 分析它对流体流动的影响。 在设计中国先进研究堆(CARR)
    过程中, 刘兴民[13]
    采用多孔模型, 数值模拟堆芯流量, 计算结果为试验提供理论依据。
    王小军[14]
    等在2001-2002 年通过计算与试验分析了棒束通道内的两相分布。中国核动
    力研究设计院的聂华刚[15]
    等运用 CFD 技术,数值模拟 MIPR 堆芯热工水力试验模拟
    体。中国原子能科学研究院的杨志民[16]
    等用SIMPLE 方法编制多孔体模型的程序,数
    值模拟流动体流动时,棒束通道中存在挡板的情况。杨长江[17]
    等针对湍流模型和近壁
    网格密度,完成了 CFD 应用于 CARR 堆芯计算的基准化研究,并模拟了堆芯不同位
    置、不同工况下的燃料组件和结构件的流场与温场。
    在国内外的研究中,我们可以发现,在某些三文单相下的瞬态流动中已经用到了
    CFD[18][19]
    。随着计算传热学和计算流体力学的发展和进步,CFD 已普遍应用于传热
    过程与温度场变化的研究中。随着 CFD 的发展与完善,它能够优化核反应堆的设计
    且为核反应堆事故提供更加有效和精确的参考[20][21]1.3     
    本文以有内热源的单根核燃料棒为模型,数值分析先进压水堆燃料棒的传热。棒
    体内部通过非结构化网格中的数值计算方法,数值模拟反应堆堆芯的热环境和温度场
    分布。燃料棒外流场采用工程方法,计算层流与紊流的热通量分布。主要工作如下:
    (1)  建立模型、生成网格。采用商业流体动力学软件 Fluent 的前处理软件 Gambit
    软件建立模型,生成的非结构化网格通过 C++语言接口转换生成网格,最后将
    转换后的网格文件导入用Fortran 编写的三文程序中,对两种燃料棒模型内的温
    度场分布进行数值模拟。
    (2)  分别分析两类模型和两类边界条件对温度场分布的影响。
    (3)  当控制棒插入与未插入时,分析两种燃料棒模型在两种边界条件下的温度分布
    与大小。当温度系数分别为正负时,分析两种燃料棒模型在两种边界条件下的
    温度分布与大小。分析反应堆的安全性。
    (4)  对燃料棒外流场进行工程计算,数值计算三种流动状态下的温度场。
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