基于统一耦合框架的堆芯物理热工耦合程序的开发及验证
2021-07-15冯文培陈红丽强胜龙李治刚潘俊杰张喜林
姜 荣, 冯文培, 陈红丽, 强胜龙, 李治刚, 潘俊杰, 张喜林, 罗 晓
(1. 中国科学技术大学核科学技术学院, 合肥 230027; 2. 中国核动力研究设计院, 成都 610213)
1 引 言
反应堆系统内中子物理、热工水力、燃料力学等多物理过程间存在复杂的耦合关系. 为了实现反应堆多物理多尺度耦合,提高模拟计算的精确度,扩大计算规模,减少重复性工作[1],基于统一耦合框架的多物理程序耦合成为研究热点. 这些耦合框架或耦合平台包括ICoCo、MOOSE平台、OpenPALM、preCICE等,其中通过ICoCo理念封装实现多物理程序的耦合方法在国外已开展较多研究.
法国CEA基于ICoCo理念实现了中子学程序CRONOS2、两相流分析程序FLICA4、系统分析程序CATHARE程序间的耦合[2]. 德国学者在NURESAFE项目框架下实现了子通道程序CTF和中子程序DYN3D的耦合[3]. 为了更好地模拟反应堆压力容器中的三维热工水力现象,德国KIT使用ICoCo接口实现了系统程序TRACE和CFD程序TrioCFD之间的耦合,该耦合系统已集成于SALOME平台[4]. 中国科学技术大学和德国KIT合作开发了CFD程序TrioCFD和子通道程序SubChanFlow之间基于ICoCo理念和MEDCoupling库的统一耦合框架的耦合[5]. 为了更好地模拟钠冷快堆热工水力现象,CEA实现了在ASTRID项目框架下系统程序CATHARE、子通道程序TrioMC和CFD程序TrioCFD之间的耦合[6]. 国内对于ICoCo封装理念的研究还较少,因此对其开展更多的研究从而为多物理多尺度耦合提供基础是有必要的.
本文基于ICoCo封装理念和MED库数据传递模型,对中子时空动力学程序CORCA-K和子通道分析程序CORTH进行了基于耦合框架的物理-热工耦合程序的开发. 采用NEACRP国际轻水堆……