非结构化网格中不同形状裸堆温度场数值计算研究

"不同形状裸堆温度场的数值计算 - 刘会娟，张敏，南京理工大学动力工程学院" 本文主要探讨了在非结构化网格中，利用有限容积方法对不同形状的动力反应堆（裸堆）的温度场进行数值计算。研究涉及的堆型包括无限大平板形、长方体形和球体形的反应堆，它们都具有三角函数形式的不均匀内热源分布。这种方法有助于理解反应堆内部温度分布的关键特征，如最高温度区域的位置和最高温度值。 在压水反应堆（APWR）的设计和安全分析中，准确计算堆芯内部的温度场至关重要。反应堆的热能功率计算和事故预防都需要对温度场有深入的了解。由于中子通量的非均匀分布，以及堆芯内部复杂的组件如燃料棒、控制棒、水循环通道和反射层，导致热工水力问题的计算变得耦合且复杂。 作者首先讨论了无限大平板型反应堆的释热率分布和数值求解。在笛卡尔坐标系下，他们建立了热传导微分方程，并考虑了中子通量的余弦分布函数。由此，他们得出单位体积释热率的分布函数，该函数与中子通量的最大值和堆芯外推高度有关。 接着，文章可能进一步介绍了长方体和球体形反应堆的温度场计算方法，以及如何通过数值模拟来捕捉这些形状独特的温度分布特性。在有精确解的情况下，作者对比分析了计算结果，以此验证所采用的数值模拟方法的准确性和可靠性。 最后，文章强调了这种数值模拟方法在核工程设计和研究中的应用价值。通过这种方法，工程师们能够更好地预测和控制反应堆的温度行为，从而提高反应堆的安全性和效率。 关键词：压水反应堆；非均匀加热；非结构化网格；数值模拟；温度场；无限大平板；长方体；球体；释热率 这项研究为核能领域的工程师提供了重要的工具，有助于他们在设计和分析过程中更准确地评估和管理反应堆的热性能。通过数值计算，可以更好地理解复杂几何形状的反应堆在不同条件下的温度分布，这对于优化设计和预防潜在的热工水力问题至关重要。