[发明专利]一种反应堆堆芯组件流域流场顺次重构的CFD加速计算方法

说明书

本发明公开一种反应堆堆芯组件流域流场顺次重构的CFD加速计算方法，包括：按组件域入口流体流量大小对待计算流场数据的n个组件域进行排序；对第一个组件域进行计算流体动力学计算，得到其CFD网格的最终流场数据；对第一个组件域中CFD网格的最终流场数据进行重构，将重构结果作为第二个组件域CFD网格的初始流场数据；加载第二个组件域边界条件，对第二个组件域进行CFD计算，得到其CFD网格的最终流场数据；对第i个组件域中CFD网格最终流场数据进行重构，将重构结果作为第i+1个组件域的CFD网格初始流场数据；加载第i+1个组件域边界条件，对第i+1个组件域进行CFD计算，得到第i+1个组件域的CFD网格的最终流场数据。本发明根据流量接近的组件流场更为接近的原理，有效加快组件CFD计算速度。

技术领域

本说明书涉及反应堆堆芯技术领域，尤其涉及一种反应堆堆芯组件流域流场顺次重构的CFD加速计算方法。

背景技术

反应堆的堆芯也称之为反应堆活性区，由安置在具有一定栅格的堆芯格架中的燃料组件组成，燃料组件由制成一定形状(板、棒、管)的燃料元件通过各种构件按一定的栅格布置组装而成，以满足物理和热工水力学的要求。核动力装置的安全性与经济性受核反应堆堆芯组件流域热工水力状态预测技术水平的影响，对反应堆堆芯开展精细化计算流体动力学(CFD)计算可获得详细的流动与传热数据，进而有利于缩小安全裕量，从而可以更好地指导反应堆堆芯组件的设计与优化，最终反应堆设计的经济性和安全性。反应堆堆芯中包含的燃料棒数量庞大，在CFD计算中，网格量的大小决定了流动物理特性捕捉的精度，传统的压水堆CFD计算方法采用默认初始化方案进行计算，然而低相近程度的初始流场并不能有效提升压水堆堆芯组件的计算速度，而若对于压水堆堆芯精细化分析会耗费大量的计算资源与时间。

因此有必要提供一种能够显著降低反应堆堆芯组件域流场CFD计算所需资源与时间的计算方法。

发明内容

为解决上述技术问题，本说明书实施例是这样实现的：本发明提供一种反应堆堆芯组件流域流场顺次重构的CFD加速计算方法，包括：

确定待计算流场数据的n个组件域各自的入口流体流量数据；

按组件域的入口流体流量大小对所述n个组件域进行排序，得到排序后的组件域集合；

对所述组件域集合中的第一个组件域进行计算流体动力学(CFD)计算，得到所述第一个组件域中的所有CFD网格的最终流场数据；

按预定规则对所述第一个组件域中的所有CFD网格的最终流场数据进行重构，将重构后得到的流场数据作为所述组件域集合中的第二个组件域中的所有CFD网格的初始流场数据；基于所述第二个组件域中的所有CFD网格的初始流场数据，加载所述第二个组件域的边界条件，对所述第二个组件域进行CFD计算，得到所述第二个组件域中的所有CFD网格的最终流场数据；

按所述预定规则，对所述组件域集合中的第i个组件域中的所有CFD网格的最终流场数据进行重构，将重构后得到的流场数据作为第i+1个组件域中的所有CFD网格的初始流场数据；基于所述第i+1个组件域中的所有CFD网格的初始流场数据，加载所述第i+1个组件域的边界条件，对所述第i+1个组件域进行CFD计算，得到所述第i+1个组件域中的所有CFD网格的最终流场数据；其中，i＝2,3，...,n-1。

优选的，所述预定规则的具体内容为：对于所述排序后的组件域集合中任意序号相邻的两个组件域，在计算出序号小的组件域中的CFD网格的最终流场数据后，计算序号大的组件域的入口流体流量与所述序号小的组件域的入口流体流量的比值E；根据所述比值E及所述序号小的组件域中的CFD网格的最终流场数据重构出所述序号大的组件域的初始流场数据。

优选的，所述根据所述比值E及所述序号小的组件域中的CFD网格的最终流场数据重构出所述序号大的组件域的初始流场数据具体内容为：