[发明专利]一种耦合商业软件与自编程软件的方法

权利要求书

1.一种耦合商业软件与自编程软件的方法，其特征在于：针对核反应堆堆内构件的性能分析以及堆内构件精细化、多物理场耦合模拟问题，通过自编程软件建立的研究对象的反应堆分析模型和商业软件建立的研究对象的反应堆分析模型间的参数传递，既能实现反应堆堆内构件瞬态性能分析和精细化模拟，又能提高多物理场耦合模拟的计算速度；

步骤如下：

步骤1：确定研究对象的几何参数、总时间步数、时间步长，基于自编程软件建立研究对象的一维模型，所需的输入参数包括节点的数量、位置、分布方式、总时间步数、时间步长，基于商业软件自动化建模脚本建立研究对象的三维模型；

步骤2：根据研究对象的工程设计值和反应堆运行工况，确定研究对象的材料参数模型和热、力、辐照条件下的行为模型，根据研究对象在反应堆运行工况下由于某些辐照行为的出现和变化造成其功能丧失来确定研究对象在反应堆内的失效机制及失效判定准则，基于自编程软件采用一维有限差分节点完成研究对象的反应堆分析模型创建，基于商业软件二次开发功能完成研究对象的反应堆分析模型创建；

步骤3：确定商业软件和自编程软件间耦合计算涉及的关键参数，包括耦合传递参数及控制流程参数，对于商业软件，需要获取其多物理场耦合模拟结果中，研究对象的内部和外部的温度边界、内部和外部的压力边界、化学反应造成氧化腐蚀的厚度或深度、材料金相组织份额、节点位置、失效判定状态、当前耦合模拟时间为耦合传递参数，商业软件在当前时间步的计算状态为控制流程参数，对于自编程软件，需要获取其多物理场耦合计算结果中，研究对象的内部和外部的温度边界、内部和外部的压力边界、发生化学反应的位置和反应产物的浓度、当前耦合计算的时间、节点位置为耦合传递参数，自编程软件在当前时间步的计算状态为控制流程参数，根据商业软件和自编程软件建立的研究对象几何模型维度差异，采用数据映射方法实现模型间节点信息的数据传递；

步骤4：确定自编程软件和商业软件的计算状态分为三种：0即当前时间步，软件未开始执行计算，该状态为默认值；1即当前时间步，软件已执行计算；2即当前时间步，研究对象满足失效判定准则，已判定研究对象失效；根据已确定的三种当前时间步的自编程软件和商业软件计算状态作为控制流程参数以及步骤3的自编程软件和商业软件耦合传递参数，完成自编程软件、商业软件的运行状态和耦合参数的文件创建；

步骤5：实现精细化耦合模拟开始前，需要分别独立启动自编程软件及商业软件；首先选择其中一个软件即A软件进行多物理场耦合模拟，A软件完成研究对象的反应堆分析模型一个时间步长的多物理场耦合模拟；在该时间步长末，自动将耦合传递参数及控制流程参数写入步骤4创建的相应文件，在开始下一时间步长计算前，A软件等待另一软件即B软件耦合传递参数及控制流程参数的文件输出；

步骤6：B软件得到A软件在步骤5的模拟结果，通过商业软件二次开发子程序接口或商业软件内置接口或自编程软件接口先后读取控制流程参数、耦合传递参数，B软件通过A软件输出文件中控制流程参数对当前时间步长下A软件的耦合传递参数是否更新进行判断，若判断为是，则B软件通过数据映射方法将耦合传递参数映射至B软件的反应堆分析模型节点上，映射完成后开展当前时间步长模拟；

步骤7：B软件模拟结束后自动将耦合传递参数及控制流程参数写入步骤4创建的相应文件，等待A软件进行下一个时间步长模拟结果的文件输出；

步骤8：A软件得到B软件在步骤8的模拟结果文件，通过商业软件二次开发子程序接口或商业软件软件内置接口或自编程软件接口先后读取控制流程参数、耦合传递参数，根据输出文件中的控制流程参数判断B软件的模拟状态，通过数据映射方法将耦合传递参数映射至A软件的反应堆分析模型节点上，映射完成后，A软件进行下一时间步长模拟；

步骤9：A软件和B软件根据步骤1的总时间步数和时间步长，交替循环进行上述步骤6-步骤8，直至满足模拟的总的时间判定条件。

2.根据权利要求1所述的一种耦合商业软件和自编程软件的方法，其特征在于：所述的商业软件采用：ABAQUS、ANSYS、COMSOL-MATLAB；商业软件结果输出及参数传递的方式，包括ABAQUS的DLOAD、UDFLD子程序、ANSYS的UDF编译接口、COMSOL的Livelink For MATLAB接口。