“華龍一號(hào)”非能動(dòng)安全殼熱量導(dǎo)出系統(tǒng)程序與STAR-CCM+程序耦合計(jì)算方法“華龍一號(hào)”非能動(dòng)安全殼熱量導(dǎo)出系統(tǒng)程序與STAR-CCM+程序耦合計(jì)算方法

摘要：本文通過(guò)介紹“華龍一號(hào)”非能動(dòng)安全殼熱量導(dǎo)出系統(tǒng)程序與STAR-CCM+程序耦合計(jì)算方法，分析了耦合計(jì)算方法的基本原理和步驟，并提出了實(shí)施該計(jì)算方法的建議。

一、引言

“華龍一號(hào)”是中國(guó)自主研發(fā)的新一代壓水堆核電技術(shù)，在其設(shè)計(jì)中，非能動(dòng)安全殼熱量導(dǎo)出系統(tǒng)被廣泛應(yīng)用于核電站安全保護(hù)。為了確保該系統(tǒng)的效果和安全性，需要通過(guò)數(shù)值模擬進(jìn)行熱力學(xué)計(jì)算，并分析其與其他系統(tǒng)的耦合效應(yīng)。本文將介紹“華龍一號(hào)”非能動(dòng)安全殼熱量導(dǎo)出系統(tǒng)程序與STAR-CCM+程序耦合計(jì)算方法，并詳細(xì)闡述其實(shí)施步驟。

二、計(jì)算方法的基本原理

耦合計(jì)算方法的基本原理為：將非能動(dòng)安全殼熱量導(dǎo)出系統(tǒng)程序與STAR-CCM+程序進(jìn)行數(shù)據(jù)交換，通過(guò)計(jì)算熱量傳遞、熱輻射和對(duì)流傳熱等參數(shù)，模擬系統(tǒng)內(nèi)部的熱力學(xué)過(guò)程，并得出相應(yīng)的計(jì)算結(jié)果。

三、計(jì)算方法的步驟

（一）建立計(jì)算模型

首先，需要在STAR-CCM+程序中建立“華龍一號(hào)”非能動(dòng)安全殼熱量導(dǎo)出系統(tǒng)的計(jì)算模型。根據(jù)實(shí)際情況，包括安全殼的幾何結(jié)構(gòu)、材料屬性和邊界條件等。此外，還需要設(shè)置求解器和初始條件，以便進(jìn)行后續(xù)計(jì)算。

（二）導(dǎo)入非能動(dòng)安全殼熱量導(dǎo)出系統(tǒng)程序

在建立好計(jì)算模型后，需要導(dǎo)入“華龍一號(hào)”非能動(dòng)安全殼熱量導(dǎo)出系統(tǒng)程序，將其與STAR-CCM+程序進(jìn)行耦合。通過(guò)數(shù)據(jù)交換，實(shí)現(xiàn)兩個(gè)程序之間的信息傳遞。

（三）設(shè)置耦合計(jì)算參數(shù)

在導(dǎo)入非能動(dòng)安全殼熱量導(dǎo)出系統(tǒng)程序之后，需要設(shè)置一些耦合計(jì)算參數(shù)。主要包括數(shù)據(jù)傳輸?shù)念l率、計(jì)算時(shí)間步長(zhǎng)和收斂準(zhǔn)則等。這些參數(shù)的設(shè)置對(duì)于計(jì)算精度和計(jì)算速度都有一定的影響，需要進(jìn)行合理的選擇。

（四）進(jìn)行耦合計(jì)算

在耦合計(jì)算參數(shù)設(shè)置完畢后，即可進(jìn)行耦合計(jì)算。首先，STAR-CCM+程序根據(jù)所設(shè)定的耦合計(jì)算參數(shù)，將計(jì)算結(jié)果輸出給非能動(dòng)安全殼熱量導(dǎo)出系統(tǒng)程序。然后，非能動(dòng)安全殼熱量導(dǎo)出系統(tǒng)程序根據(jù)這些數(shù)據(jù)，計(jì)算燃料溫度、冷卻劑溫度和系統(tǒng)壓力等參數(shù)。最后，將計(jì)算結(jié)果反饋給STAR-CCM+程序，進(jìn)行下一步的計(jì)算。通過(guò)多次迭代，直到計(jì)算結(jié)果收斂。

（五）分析計(jì)算結(jié)果

計(jì)算完成后，需要對(duì)計(jì)算結(jié)果進(jìn)行分析。主要包括對(duì)燃料溫度、冷卻劑溫度和系統(tǒng)壓力等參數(shù)的評(píng)估，以及對(duì)系統(tǒng)內(nèi)部熱力學(xué)過(guò)程的模擬效果進(jìn)行驗(yàn)證。通過(guò)對(duì)計(jì)算結(jié)果的分析，可以評(píng)估該系統(tǒng)的熱量導(dǎo)出效果，并進(jìn)行相應(yīng)的優(yōu)化。

四、實(shí)施建議

在實(shí)施“華龍一號(hào)”非能動(dòng)安全殼熱量導(dǎo)出系統(tǒng)程序與STAR-CCM+程序耦合計(jì)算方法時(shí)，建議注意以下幾個(gè)方面：

1.盡可能減小計(jì)算誤差。在計(jì)算模型的建立和參數(shù)設(shè)置過(guò)程中，應(yīng)該注意減小計(jì)算誤差的發(fā)生。這可以通過(guò)合理的邊界條件的設(shè)定、計(jì)算時(shí)間步長(zhǎng)的選擇和收斂準(zhǔn)則的調(diào)整來(lái)實(shí)現(xiàn)。

2.提高計(jì)算效率。耦合計(jì)算過(guò)程中，可以通過(guò)合理設(shè)置耦合計(jì)算參數(shù)，提高計(jì)算效率。此外，還可以利用計(jì)算集群等高性能計(jì)算平臺(tái)，加速計(jì)算過(guò)程。

3.驗(yàn)證計(jì)算結(jié)果的準(zhǔn)確性。在計(jì)算完成后，應(yīng)該對(duì)計(jì)算結(jié)果進(jìn)行驗(yàn)證，確保其準(zhǔn)確性。可以通過(guò)與實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)的對(duì)比、敏感性分析和不確定性分析等方法，評(píng)估計(jì)算結(jié)果的可靠性。

綜上所述，“華龍一號(hào)”非能動(dòng)安全殼熱量導(dǎo)出系統(tǒng)程序與STAR-CCM+程序耦合計(jì)算方法是一種有效的分析手段，可以用于研究非能動(dòng)安全殼熱量導(dǎo)出系統(tǒng)在華龍一號(hào)核電站中的熱力學(xué)過(guò)程，并對(duì)其效果進(jìn)行評(píng)估和優(yōu)化。在實(shí)際應(yīng)用中，應(yīng)該注意減小計(jì)算誤差、提高計(jì)算效率和驗(yàn)證計(jì)算結(jié)果的準(zhǔn)確性通過(guò)對(duì)計(jì)算結(jié)果的分析和實(shí)施建議的綜合考慮，可以評(píng)估“華龍一號(hào)”非能動(dòng)安全殼熱量導(dǎo)出系統(tǒng)的熱量導(dǎo)出效果，并進(jìn)行相應(yīng)的優(yōu)化。在實(shí)施過(guò)程中，需要注意減小計(jì)算誤差、提高計(jì)算效率和驗(yàn)證計(jì)算結(jié)果的準(zhǔn)確性。同時(shí)，該