模拟启堆时堆芯流道内冷却剂温度变化的新型计算方法

摘要

本发明属于解对流扩散方程的领域，特别涉及一种具有快速计算特点的模拟启堆时堆芯流道内冷却剂温度变化的新型计算方法。该数值计算方法的主要思想是：1、利用一个新的未知数将微分方程降阶；2、通过积分推导出相邻两节点处温度的关系；3、推导出任意节点与边界处温度的关系；4、利用边界条件解出各节点处温度。所述方法能够进行全局求解，在保证计算精度的同时，具有计算量小、占用计算机内存小的特点，能够快速得到流道内冷却剂温度分布情况。

主权项

模拟启堆时堆芯流道内冷却剂温度变化的新型计算方法是利用新引进的未知数对一维对流扩散方程的对流项进行降阶，其特征在于，将一个含有二阶导数一个变量两个自变量的偏微分方程变成一个只含有一阶导数两个变量两个自变量的偏微分方程组；模拟启堆时堆芯流道内冷却剂温度变化的新型计算方法的步骤如下：（1）简化压水堆堆芯冷却剂流道中冷却剂的对流传热为一维问题，认为燃料棒对冷却剂的加热为对流扩散方程中的源项；（2）利用新引进的未知数对一维对流扩散方程的对流项进行降阶，将一个含有二阶导数一个变量两个自变量的偏微分方程变成一个只含有一阶导数两个变量两个自变量的偏微分方程组；一维非线性对流扩散方程的表达式如下：引入变量v：得到方程组：(3) 将两方程联立得到方程组，对两个等式分别关于时间和空间进行积分以得到两变量在时间及空间上的关系；确定时间步长，以k，k+1，k+2……表示各个节点 ，利用下标k，k+1，k+2……表示节点处温度和温度梯度的空间位置，利用上标0,1,2……t表示各节点处温度和温度梯度的时间维度；这样就通过积分得到了关系式：其中，；表示，表示；通过上述关系式即可得到空间任意一点与之间的关系。