[发明专利]一种用于核废物处置库网格建模的参数化自适应网格生成及加密方法

说明书

技术领域

本发明涉及核废物处置技术领域，尤其涉及的是一种用于核废物处置库网格建模的参数化自适应网格生成及加密方法。

背景技术

核废物处置对于有核国家而言，是直接制约和影响核事业发展的重要因素。截止2012年，我国已经有15个核反应堆投入运行，另有26个在建，为解决日益临近的核废物处置问题，我国已经明确提出在2020年建成核废物处置地下实验室，2050年建成核废物地下处置库。

高放废物深地质处置是把高放废物埋在距离地表深约500～1000m的地质体中，并辅以工程屏障以确保高放废物处置的长期环境安全。处置高放废物的地下工程即称为“高放废物处置库”。高放废物处置库采用“多重屏障系统”概念模型的设计思路，即把废物固化体(乏燃料或玻璃固化块)贮存在废物罐中、外面包裹缓冲材料，再向外为围岩(花岗岩、凝灰岩、岩盐、粘土岩等)。在“多重屏障体系”中，一般把废物体固化体、废物罐和缓冲回填材料称为“人工屏障”，把周围的地质体称为“天然屏障”。

在数值模拟中，必须采用空间离散的方法将所求解区域离散化，即形成网格模型。将人工屏障体系简化，可得到用于数值模拟的计算网格模型，该网格模型将整个模拟对象简化为一个源(包含核废料的固化体)，以及外部区域(缓冲/回填材料)。

对于简化后的计算网格模型，可进一步简化为4个参数来设定，分别是：固化体高度、固化体半径、回填材料高度和回填材料半径。根据所设定的4个参数，可直接生成所需网格的外部轮廓，并通过自适应算法，对网格空间进行自动初次剖分，在得到初次剖分网格的基础上，可对其进行自适应加密，以获得更好的模拟效果。

以网格生成工具GridGen为例，其生成这样的网格，需要从点->线->面->体这样的顺序来生成完整的网格，其生成过程耗时较多，误操作几率大。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是针对现有技术的缺陷，提供了一种用于核废物处置库网格建模的参数化自适应网格生成及加密方法。

本发明的技术方案如下：

一种用于核废物处置库网格建模的参数化自适应网格生成方法，其步骤如下：

(1)设定固化体高度ih、固化体半径ir、回填材料高度oh和回填材料半径or四个尺寸参数；

(2)设定空间坐标系的原点，默认设定为网格模型的外圆柱体的底面圆心点；

(3)计算10个关键点坐标，其顺序如下：将外圆柱体的底面圆心作为原点，首先计算用于生成内圆柱体的5个关键点坐标，分别是P1，P2，P3，P4和P5，点坐标的计算公式如下表：

在得到用于生成内圆柱体的5个关键点坐标基础上，生成用于生成外圆柱体的5个关键点坐标，分别是P19，P20，P21，P22和P23，点坐标的计算公式如下表：

(4)生成圆弧，连接点依次如下：

生成基于关键点P2、P3和P4的圆弧1：Circle(1)＝{2，3，4}；

生成基于关键点P4、P3和P1的圆弧2：Circle(2)＝{4，3，1}；

生成基于关键点P1、P3和P5的圆弧3：Circle(3)＝{1，3，5}；

生成基于关键点P5、P3和P2的圆弧4：Circle(4)＝{5，3，2}；

生成基于关键点P21、P19和P22的圆弧29：Circle(29)＝{21，19，22}；

生成基于关键点P22、P19和P20的圆弧30：Circle(30)＝{22，19，20}；

生成基于关键点P20、P19和P23的圆弧31：Circle(31)＝{20，19，23}；

生成基于关键点P23、P19和P21的圆弧32：Circle(32)＝{23，19，21}；

(5)生成内圆柱面和体：生成闭合线5，由圆弧1、2、3和4组成，如下：Line Loop(5)＝{1，2，3，4}；由闭合线5生成面6：Plane Surface(6)＝{5}；以面6为基础，向正上方拉伸ih长度，得到内圆柱体：Extrude{0，0，ih}{Surface{6}；}；通过拉伸，可以隐式地得到其他5个面，分别编号为28、15、19、23和27；