龙格库塔方法在三维物理热工耦合瞬态分析中的应用.pdf

龙格库塔方法在三维物理热工耦合瞬态分析中的应用.pdf343 核动力工程甆
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2 0 1 月 Nuclear Power Engineering
02580926(2013)03-001707
龙格库塔方法在三维物理热工
耦合瞬态分析中的应用
1,221
,成都,
摘要:物理热工耦合采用模块化耦合方式,中子学空间求解采用第二类边界条件节块格林函数法
,热工水力求解采用程序模块。耦合非线性方程的时间离散采用对角线隐式龙格库塔格
式,采用外推和嵌入低阶方法实现时步自适应,采用厄米插值得到连续时刻的解。采用
块迭代方式求解离散方程开发绦颉J笛橹そ峁砻鳎扑憬峁氩慰冀峁辖虾茫珼瓻
格式是本文所采用的格式中精度、效率较高的。
关键词:龙格库塔;节块格林函数法;时空动力学;热工水力;模块化耦合
TL323A
1 前言 DIRt(
对反应堆堆芯功率分布畸变、物理与热工. 间离散格式,格式的求解过程类似于全隐
水力耦合强烈的瞬态过程,如弹棒事故、主蒸汽式差分,方便应用于模块化耦合程序中。通过计
管道破口事故,应采用最佳估计方法进行三维物 NEACRP-L335
理热工耦合计算。性和有效性。
容易实现的耦合方法是:基于各自的模型已
开发相应的求解模块,采用模块化耦合的方式实 2
现物理与热工水力的耦合。目前,国内外已开发物理求解模块
了大量这类程序。由于物理与热工的求解器是分 NGFMNK3
别开发的,时间离散格式不尽相同,同时时间离离散格式包括全隐式差分和格式,空间求
散格式的精度较低,物理模块不具备时步自适应 4
缘鹘功能。在时间离散方面处理较好的程 tto
序如:/绦颉】其物理模块采—。首先离散先驱核浓度方程,得到式
用外推实现时步自适应,但离散格式(1)
为全隐式差分精度较低;程序采用(2)(1)(2)
SCM(3)
能。为提高计算效率和精度,应该采用高精度、 cf)!+
一。
时步自适应的离散格式。五出
G
目前国际上已有关于将物理、热工的方程统
一求解,时间离散采用高精度的龙格库塔格式的 AtVf'g(1)‘
g=l
12J
有的物理、热工求解模块,暂时只能求解简单的!!!!!!!!!(2)
问题。
收稿日期:恍藁厝掌冢.
核动力工程 VU34No32013
一瓺唿妒,二,尹, 道和导热方程耦合求解的时间离散格式为全隐式
差分。
+S^)(3)此外,对原程序作了修改:①采用基于
的水物性关系;②添加直接释热率计算功能。
幺㈤苩 Gr+。
g=l,g'---}g 3
耦合的方式是物理计算为热工计算提供功率
伽刊茱ň韋× 分布,而热工计算通过影响群常数反馈物理计算。
耦合的实现主要包括两方面内容。
(4) 第一方面是空间网格对应。
∑哆.。.琭切。.㈥。。
g=l 计算采取不同的空间网格划分,数据在不同网格
间的传递通过体积权重加权的方法实现。单方面
咖耘南半蚔掣,岛善以,,百缸珿‰一≥半采用精细的网格并不能提高计算精度,因此对基
(5) 于节块法和子通道方法的模块化耦合,二者的网
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