[发明专利]一种耦合商业软件与自编程软件的方法

说明书

一种耦合商业软件与自编程软件的方法，主要步骤如下：1、基于商业软件自动化建模脚本和自编程软件建立研究对象的分析模型，确定耦合传递参数和控制流程参数；2、选择商业软件和自编程软件中一个软件即A软件先行计算一次并输出结果文件，等待另一个软件即B软件结果文件输出；3、B软件通过耦合接口读取A软件结果文件，将A软件的耦合传递参数通过数据映射方法映射至B软件模型节点上，B软件计算一次并输出结果文件，等待A软件读取、映射B软件计算结果并进行下一次计算；4、循环执行步骤2、3直至总时间步数；本发明的计算方法能够实现商业软件与自编程软件间耦合计算及多物理场精细化模拟。

技术领域

本发明涉及核反应堆燃料元件性能分析领域，具体涉及一种耦合商业软件与自编程软件的方法。

背景技术

核反应堆是典型的多物理场多尺度耦合系统，而燃料元件的行为及性能变化对核反应堆的安全至关重要。因此，需要对核反应堆燃料元件采用尽可能精细、准确的多物理场多尺度耦合模型进行行为及性能分析。

针对本构方程开发的自编程软件能够相对准确地模拟研究对象的多物理场状态，但是为了简化计算量，通常会选择低维的分析模型，在进行较大尺度分析时以粗略表现研究对象在多物理场耦合的变化。因此，这种自编程软件不能评估由于真实几何尺寸下，由于局部物理场变量的不均匀性对研究对象行为及性能的影响，同时，简化的分析模型采用的网格要求同模拟真实几何模型的网格要求也不相符，故而不能十分准确地确定研究对象物理场变量的分布情况，造成计算结果的不确定性。

已经发展成熟的商业软件可以弥补自编程软件简化模型的不足，建立真实尺寸相对应的三维模型。但是，商业软件建立三维模型的建模过程复杂。当研究对象局部区域的变化对整体模型的影响显著时，这种通过三维模型多物理场耦合的完全模拟将造成网格划分的数量过于庞大，数值模拟的计算效率低下。

发明内容

为了克服上述现有技术存在的问题，本发明的目的是提供一种耦合商业软件与自编程软件的方法，通过研究对象不同维度模型的耦合，实现研究对象精细快速的多物理场耦合模拟。该方法基于商业软件自动化建模脚本建立研究对象三维分析模型，基于自编程软件建立的研究对象一维分析模型，先独立启动商业软件和自编程软件，选择其中一个软件即A软件根据预定义好的边界条件和初始条件完成一个时间步长的计算，计算完成后将其结果中的耦合传递参数和控制流程参数写入到文本文件中，等待另一软件即B软件进行一个时间步长的计算结果，此时，B软件通过耦合接口对A软件计算结果是否更新进行判断，判断更新则读取A软件的耦合传递参数和控制流程参数文本文件，通过数据映射方法完成B软件分析模型节点的数据传递，B软件进行一个时间步长计算，计算完成后将其结果中的耦合传递参数和控制流程参数写入到文本文件中，等待A软件进行下一个时间步长的计算结果，而此时A软件通过耦合接口对B软件计算结果是否更新进行判断，判断更新则读取B软件的耦合传递参数和控制流程参数文本文件，通过数据映射方法完成A软件分析模型节点的数据传递，A软件进行下一个时间步长的计算。A软件和B软件根据已定义好的总计算时间步数，交替进行上述计算过程直至达到总的时间步数要求。

为了实现上述目的，本发明采取了以下技术方案予以实施：

一种耦合商业软件与自编程软件的方法，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；