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基于子通道-CFD耦合程序的棒束通道多尺度耦合模拟研究

刘卢果 江光明 夏云峰 梁禹 王明军 刘余

刘卢果, 江光明, 夏云峰, 梁禹, 王明军, 刘余. 基于子通道-CFD耦合程序的棒束通道多尺度耦合模拟研究[J]. 核动力工程, 2024, 45(5): 256-261. doi: 10.13832/j.jnpe.2024.05.0256
引用本文: 刘卢果, 江光明, 夏云峰, 梁禹, 王明军, 刘余. 基于子通道-CFD耦合程序的棒束通道多尺度耦合模拟研究[J]. 核动力工程, 2024, 45(5): 256-261. doi: 10.13832/j.jnpe.2024.05.0256
Liu Luguo, Jiang Guangming, Xia Yunfeng, Liang Yu, Wang Mingjun, Liu Yu. Research on Multi-scale Coupling Simulation of Rod Bundle Channels Based on Subchannel-CFD Coupling Code[J]. Nuclear Power Engineering, 2024, 45(5): 256-261. doi: 10.13832/j.jnpe.2024.05.0256
Citation: Liu Luguo, Jiang Guangming, Xia Yunfeng, Liang Yu, Wang Mingjun, Liu Yu. Research on Multi-scale Coupling Simulation of Rod Bundle Channels Based on Subchannel-CFD Coupling Code[J]. Nuclear Power Engineering, 2024, 45(5): 256-261. doi: 10.13832/j.jnpe.2024.05.0256

基于子通道-CFD耦合程序的棒束通道多尺度耦合模拟研究

doi: 10.13832/j.jnpe.2024.05.0256
详细信息
    作者简介:

    刘卢果(1992—),男,工程师,现主要从事反应堆热工水力与安全分析相关研究,E-mail: llg19920420@foxmail.com

  • 中图分类号: TL362

Research on Multi-scale Coupling Simulation of Rod Bundle Channels Based on Subchannel-CFD Coupling Code

  • 摘要: 利用子通道程序进行堆芯热工水力分析时需要给定实时变化的堆芯入口状态参数等信息,而计算流体动力学(CFD)程序能够计算堆芯入口精细热工水力参数。因此本文通过内部耦合策略,基于动态链接库技术实现子通道程序CORTH与CFD程序FLUENT的多尺度耦合程序开发,并针对PNL 2×6基准题实验工况进行模拟计算,其中FLUENT程序计算实验入口区域,为CORTH程序提供准确的入口流量分布,而CORTH程序用于计算模拟加热段。结果表明,多尺度耦合程序能够实现子通道程序与CFD程序的热工参数信息实时传递,并且模拟计算结果与实验结果符合良好。

     

  • 图  1  通道横截面示意图 mm

    红色1~12—加热棒编号;黑体1~21—子通道编号;xy—坐标轴

    Figure  1.  Scheme of Rod Bundle Cross-section

    图  2  耦合接口处流量随时间的变化

    Figure  2.  Mass Flow Rate at Coupling Interface vs. Time

    图  3  y=0处出口速度FLUENT计算值与实验值的比较

    Figure  3.  FLUENT vs. Experimental Results for Outlet Velocity Distribution at y=0

    图  4  加热段出口y=0处的速度分布

    Figure  4.  Velocity Distribution of Heating Section Outlet at y=0

    图  5  工况8 FLUENT入口速度设置

    Figure  5.  FLUENT Inlet Velocity Setting of Case 8

    图  6  工况8出口速度变化

    Figure  6.  Outlet Velocity Variation of Case 8

    图  7  工况8出口温度变化

    Figure  7.  Outlet Temperature Variation of Case 8

    表  1  PNL 2×6 部分实验工况

    Table  1.   Partial Experimental Cases for PNL 2×6

    工况 初始流量/
    (10−5 m3·s−1
    最终流量/
    (10−5 m3·s−1
    瞬态时间/s 加热棒高
    功率/kW
    加热棒低
    功率/kW
    1 7.89 7.89 0 0 0
    2 7.89 7.89 0 0.91 0
    3 19.43 19.43 0 0 0
    4 19.43 19.43 0 0.91 0.91
    5 19.43 6.81 150 0 0
    6 19.43 6.81 150 0.91 0
    7 19.43 6.81 45 0 0
    8 19.43 6.81 45 0.91 0
    9 19.43 19.43 0 0.91 0
    10 6.81 6.81 0 0 0
    11 6.81 6.81 0 0.91 0
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出版历程
  • 收稿日期:  2023-10-31
  • 修回日期:  2024-01-19
  • 刊出日期:  2024-10-14

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