何少鹏，王明军,*，章 静，田文喜，苏光辉，秋穗正

(1.西安交通大学 动力工程多相流国家重点实验室，陕西 西安 710049；2.西安交通大学 核科学与技术学院，陕西 西安 710049)

液态金属铅铋快堆作为第4代核能系统的主要堆型之一，有自然循环能力强、中子经济性好等诸多优点。但液态金属铅铋由于特殊的热物性质(如低普朗特数、高热导率等)，其流动边界层与热边界层已不在一个量级，流动换热特性已与水、空气等常见工质有很大不同[1]，这给液态金属铅铋反应堆的研究设计带来了许多困难。故亟需针对液态金属铅铋开发更为精确的湍流换热模型以进行高精度数值模拟。

在主流商用CFD软件中，通常采取定值湍流普朗特数的SED模型对液态金属流动换热问题进行模拟求解。该模型基于雷诺比拟原理，即假设热边界层与流动边界层具有相似性，其成立的条件为Pr接近于1。对于空气、水等常见工质，使用湍流普朗特数为0.85～1的SED模型往往能得到工程上可接受的结果。但针对液态金属等低普朗特数流体开展的一些CFD模拟研究表明，定值湍流普朗特数的SED模型已不能达到很好的预测精度。Kawamura等[2]利用直接数值模拟研究了雷诺数与普朗特数对液态金属流动换热的影响，结果表明采用定值湍流普朗特数的SED模型已不能很好地与实验关联式吻合。Cheng等[3]通过CFD模拟研究了单通道内液态金属的热工水力现象，发现当SED模型的湍流普朗特数由0.9增加到1.5时，预测努塞尔数将会下降约30%。……