MPS方法数值模拟：液态金属内气泡上升行为对系统性能的影响

本文主要探讨了液态金属内部气泡上升行为的MPS方法数值模拟，由左娟莉、陈荣华等人合作完成，该研究发表在中国科技论文在线上。他们针对液态金属冷却反应堆系统提出了一种新的概念设计，即利用气泡泵来增强系统的自然循环能力。自然循环在这样的系统中至关重要，因为它对于堆芯的安全性和冷却效率有着直接影响。 研究采用了移动粒子半隐式(MPS)方法进行数值模拟，这是一种高效的数值计算技术，特别适用于处理复杂流体动力学问题。作者们首先模拟了铅铋合金中三种不同初始直径的氮气泡从静止状态到完全发展的动态过程，揭示了气泡尺寸对其上升行为的影响。他们还对比了初始直径相同气泡在液钾、液钠、铅铋合金、钾钠合金和锂铅合金等多种液态金属冷却剂中的上升行为，以考察不同金属对气泡运动特性的影响。 通过MPS方法得到的结果与Grace流型关系图进行了验证，Grace图是描述气泡在不同液体中的上升规律的常用工具。这种对比验证了MPS方法在模拟气泡上升行为方面的准确性和有效性。研究结果不仅为理解液态金属内的气液两相流动提供了深入见解，也为MPS方法在更复杂的气泡动力学研究中提供了有价值的参考。 本文的关键词包括液态金属、MPS方法、气泡上升以及Grace图，这些关键词涵盖了研究的核心内容和方法论。这项工作不仅在理论上推进了对液态金属冷却反应堆自然循环机理的理解，而且为优化设计和提高此类系统性能提供了重要的数值支持。此外，它还为数值模拟方法在液态金属流体力学领域的应用开辟了新的路径。