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子通道分析中的湍流交混研究综述 被引量:11
1
作者 刘余 杜思佳 李仲春 《核动力工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第3期132-136,共5页
在子通道分析中,湍流交混是冷却剂通道间横向交混的重要组成部分,是由于流体脉动时自然涡团扩散引起的非定向交混。湍流交混的强弱程度将影响通道的局部热工参数,从而影响临界热流密度的预测,是反应堆热工水力设计与分析重点关注的对象... 在子通道分析中,湍流交混是冷却剂通道间横向交混的重要组成部分,是由于流体脉动时自然涡团扩散引起的非定向交混。湍流交混的强弱程度将影响通道的局部热工参数,从而影响临界热流密度的预测,是反应堆热工水力设计与分析重点关注的对象。本文针对湍流交混的相关研究进行了综述,包括机理与模型、湍流交混系数、实验方法、计算流体动力学(CFD)方法和子通道软件中的模型等,可作为自主化燃料组件设计和自主化子通道分析软件开发的参考。 展开更多
关键词 通道分析 湍流交混 CFD
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CFR600堆芯热工水力设计程序初步研发 被引量:7
2
作者 周志伟 杨红义 +1 位作者 李淞 林超 《原子能科学技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第1期56-63,共8页
针对快堆结构,自主开发了适用于CFR600快堆热工水力设计及优化的程序,并进行了相关测试验证。结果表明,该程序具备快堆全堆图形建模、精细化子通道自动划分、考虑组件间换热的热工水力分析以及流量自动分区优化等功能,可为后续自主知识... 针对快堆结构,自主开发了适用于CFR600快堆热工水力设计及优化的程序,并进行了相关测试验证。结果表明,该程序具备快堆全堆图形建模、精细化子通道自动划分、考虑组件间换热的热工水力分析以及流量自动分区优化等功能,可为后续自主知识产权的商业快堆技术研发提供支持。 展开更多
关键词 CFR600 快堆 堆芯设计 通道分析 流量分区
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快堆燃料组件的子通道分析 被引量:7
3
作者 郝老迷 《原子能科学技术》 EI CAS CSCD 北大核心 1993年第5期426-431,共6页
开发了THAS-PC2子通道分析微机程序,用于计算稳态和瞬态工况下快堆燃料组件的流量、温度和压力等参量分布。对EFR燃料组件的稳态和瞬态计算结果如下:堆芯出口平均温度和温升分别为557℃和157℃,最高包壳表面温度为601℃,它发生在中心燃... 开发了THAS-PC2子通道分析微机程序,用于计算稳态和瞬态工况下快堆燃料组件的流量、温度和压力等参量分布。对EFR燃料组件的稳态和瞬态计算结果如下:堆芯出口平均温度和温升分别为557℃和157℃,最高包壳表面温度为601℃,它发生在中心燃料棒上,最大冷却剂温度为593℃;主泵断电二次停堆事故作为瞬态计算,算得的最高冷却剂温度和最高包壳表面温度分别为630℃和637℃(当t=2s时),它们都远低于钠沸腾温度和设计限制值,证明在这种事故中快堆是安全的。 展开更多
关键词 快堆 燃料组件 通道分析
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环形燃料热工水力性能分析程序开发及验证 被引量:7
4
作者 刁均辉 季松涛 张应超 《原子能科学技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第6期1051-1056,共6页
本工作开发了环形燃料子通道分析程序SAAF。采用SAAF计算了西屋公司四环路压水堆所用环形燃料组件的热工水力性能,并与VIPRE-01的计算结果进行比较。结果表明,SAAF与VIPRE-01的计算结果符合较好,SAAF可用于环形燃料热工水力设计分析。
关键词 环形燃料 热工水力 通道分析
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子通道分析软件LINDEN的全堆芯pin-by-pin计算功能开发及应用
5
作者 夏航 许荣栓 +4 位作者 厉井钢 巫英伟 王婷 朱元兵 王可 《核动力工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第1期72-78,共7页
为实现子通道分析软件LINDEN的pin-by-pin计算功能,提高LINDEN软件开展堆芯热工水力分析的计算精度。本研究开发了全堆芯pin-by-pin计算自动建模功能,解决了大型稀疏矩阵的存储和求解问题,开展了157组件反应堆全堆芯pin-by-pin计算及分... 为实现子通道分析软件LINDEN的pin-by-pin计算功能,提高LINDEN软件开展堆芯热工水力分析的计算精度。本研究开发了全堆芯pin-by-pin计算自动建模功能,解决了大型稀疏矩阵的存储和求解问题,开展了157组件反应堆全堆芯pin-by-pin计算及分析。计算结果表明,LINDEN软件可以开展全堆芯pin-by-pin计算,获得堆芯内冷却剂温度分布、偏离泡核沸腾比(DNBR)、质量流速分布等关键热工水力参数的详细分布结果。相邻组件的功率差异会影响组件内的热工水力参数分布。 展开更多
关键词 通道分析 自动建模 大型稀疏矩阵 pin-by-pin
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铅铋堆燃料组件子通道计算方法优化
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作者 王言 卢嘉鸣 +2 位作者 姚嘉晔 洪钢 张尧立 《核技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第7期117-124,共8页
针对铅铋堆开展燃料组件子通道分析,对于铅铋堆的发展具有重要的意义。本研究的目的是修改和优化COBRA子通道程序,使其适用于铅铋反应堆,并验证其性能。修改包括调整物性参数、流换热模型、摩擦阻力模型以及湍流交混模型。然后将修改后... 针对铅铋堆开展燃料组件子通道分析,对于铅铋堆的发展具有重要的意义。本研究的目的是修改和优化COBRA子通道程序,使其适用于铅铋反应堆,并验证其性能。修改包括调整物性参数、流换热模型、摩擦阻力模型以及湍流交混模型。然后将修改后的程序数值计算结果与实验数据进行比较。针对宽参数质量流量条件,提出了一种与神经网络相结合的子通道优化方法。结果表明:改进后的子通道程序在实验工况下与实验结果和FLUENT计算结果吻合良好。分析质量流量对计算精度的影响,发现神经网络可以提高计算精度。通过改进和神经网络优化子通道分析程序适用于宽参数质量流量工况下的铅铋堆子通道分析,可为铅铋堆的堆芯设计提供方法借鉴。 展开更多
关键词 铅铋堆 通道分析 带绕丝燃料组件 神经网络 计算流体力学
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棒束子通道两流体全隐式Picard Krylov算法
7
作者 张宇航 田兆斐 +1 位作者 李磊 钱浩 《哈尔滨工程大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第12期2095-2102,共8页
为提升压水堆堆芯棒束通道热工水力计算的精度和效率,本文提出一种Picard算法和Krylov子空间算法相结合的全隐式Picard Krylov算法。利用Picard算法完成棒束子通道两流体方程组全隐式求解,并使用Krylov子空间方法提升Picard迭代计算效... 为提升压水堆堆芯棒束通道热工水力计算的精度和效率,本文提出一种Picard算法和Krylov子空间算法相结合的全隐式Picard Krylov算法。利用Picard算法完成棒束子通道两流体方程组全隐式求解,并使用Krylov子空间方法提升Picard迭代计算效率。研究表明:全隐式Picard Krylov算法在压水堆子通道及棒束通道基准题稳态和瞬态计算中,数值结果与实验结果吻合较好,且相较于Picard算法稳态计算效率最高提升89.7%,瞬态计算效率最高提升20.68%。相较于传统的算符分解及Picard迭代方法,全隐式Picard Krylov算法具有良好的计算精度和效率。 展开更多
关键词 Picard算法 Krylov空间算法 两流体模型 压水堆通道及棒束通道基准题 通道分析 全隐式算法 计算精度 计算效率
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铅铋冷却绕丝燃料组件横流特性分析 被引量:4
8
作者 丛腾龙 王俊杰 +2 位作者 肖瑶 刘茂龙 顾汉洋 《原子能科学技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第12期2725-2734,共10页
准确预测绕丝棒束通道内的横向流动特性是开展铅铋冷却快堆热工水力安全分析的基础。本文采用数值模拟的方法分析了液态铅铋工质下单绕丝和多绕丝燃料组件内的横流特性。分析结果表明,单绕丝组件的中心子通道横流流速最大不超过主流流速... 准确预测绕丝棒束通道内的横向流动特性是开展铅铋冷却快堆热工水力安全分析的基础。本文采用数值模拟的方法分析了液态铅铋工质下单绕丝和多绕丝燃料组件内的横流特性。分析结果表明,单绕丝组件的中心子通道横流流速最大不超过主流流速的19%,且横流方向和二次流中心随着高度周期性变化;单绕丝组件中,当绕丝与子通道交界面重合或垂直时,中心子通道界面横向流量和横流交混指数趋于零或达到峰值;在单绕丝组件结构一定的情况下,横流交混指数在湍流区对Re不敏感,而与组件结构参数存在较大相关性;多绕丝组件中心子通道界面上的横流存在两个相反的流向。 展开更多
关键词 铅铋快堆 绕丝燃料组件 交混特性 通道分析
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绕丝交混模型对钠冷快堆组件子通道分析的影响 被引量:1
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作者 方闻韬 佟立丽 曹学武 《强激光与粒子束》 CAS CSCD 北大核心 2023年第9期123-128,共6页
钠冷快堆燃料棒表面缠绕的绕丝能够强化通道间的冷却剂横向流动,降低组件盒内温度分布的不均匀性,提升反应堆安全性。现有的子通道程序通过采用不同类型的绕丝交混模型,模拟了绕丝对组件盒内各类参数计算结果的影响。为了研究不同绕丝... 钠冷快堆燃料棒表面缠绕的绕丝能够强化通道间的冷却剂横向流动,降低组件盒内温度分布的不均匀性,提升反应堆安全性。现有的子通道程序通过采用不同类型的绕丝交混模型,模拟了绕丝对组件盒内各类参数计算结果的影响。为了研究不同绕丝交混模型对钠冷快堆组件盒内流动与传热模拟的影响,基于Mikityuk对流传热模型以及Cheng-Todreas流动压降模型,分别采用强迫横流模型以及带绕丝湍流交混模型建立了子通道分析方法,并与美国ORNL开展的FFM-2A实验数据以及其他子通道程序针对该实验的分析结果进行了对比验证。结果表明在低流量条件下两种模型均能较好模拟带绕丝组件的流动与传热情况;在高流量条件下使用强迫横流模型分析结果与实验符合较好,使用带绕丝湍流交混模型的分析结果高估了靠近中心通道的出口冷却剂温度。 展开更多
关键词 钠冷快堆 绕丝组件盒 绕丝交混模型 通道分析 反应堆热工水力
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栅径比对环形燃料外周向温度分布不均匀性影响 被引量:1
10
作者 曾付林 唐锚 +1 位作者 赵鹏程 向钊才 《核技术》 CAS CSCD 北大核心 2023年第9期94-102,共9页
环形燃料采用紧密栅结构,燃料棒束内沿周向的温度分布存在明显不均匀性现象。本文基于ANSYS FLUENT建立了环形燃料组件计算流体力学分析模型,分析不同栅径比下正方形与六边形环形燃料组件流动换热特性,研究组件内环形燃料外周向温度分... 环形燃料采用紧密栅结构,燃料棒束内沿周向的温度分布存在明显不均匀性现象。本文基于ANSYS FLUENT建立了环形燃料组件计算流体力学分析模型,分析不同栅径比下正方形与六边形环形燃料组件流动换热特性,研究组件内环形燃料外周向温度分布不均匀性。研究发现:适当增大栅径比有利于环形燃料外周向温度的展平,正方形组件栅径比在1.07~1.09之间较为合适;六边形组件环形燃料外周向温度分布不均匀性略低于正方形组件,栅径比可选择在1.06~1.09之间。增大栅径比对棒间隙处温度的均匀性改善最明显,对近壁面处的温度均匀性改善次之。研究结果可为环形燃料的优化设计提供参考。 展开更多
关键词 环形燃料 周向温度分布 栅径比 通道分析 计算流体力学
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数值反应堆堆芯通道级三维热工水力程序CorTAF开发及初步验证 被引量:3
11
作者 刘凯 王明军 +2 位作者 田文喜 秋穗正 苏光辉 《原子能科学技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第2期261-270,共10页
堆芯是核动力系统的核心部件,其完整性是反应堆安全运行的重要前提。传统核反应堆堆芯热工水力分析方法无法满足未来先进核动力系统的高精度模拟需求。本文依托开源CFD平台OpenFOAM,针对压水堆堆芯棒束结构特点建立了冷却剂流动换热模... 堆芯是核动力系统的核心部件,其完整性是反应堆安全运行的重要前提。传统核反应堆堆芯热工水力分析方法无法满足未来先进核动力系统的高精度模拟需求。本文依托开源CFD平台OpenFOAM,针对压水堆堆芯棒束结构特点建立了冷却剂流动换热模型、燃料棒导热模型和耦合换热模型,开发了一套基于有限体积法的压水堆全堆芯通道级热工水力特性分析程序CorTAF。选取GE3×3、Weiss和PNL2×6燃料组件流动换热实验开展模型验证,计算结果与实验数据基本符合,表明该程序适用于棒束燃料组件内冷却剂流动换热特性预测。本工作对压水堆堆芯安全分析工具开发具有参考和借鉴意义。 展开更多
关键词 OPENFOAM 压水堆堆芯 耦合换热 通道分析
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钠冷快堆棒状燃料堆芯子通道分析程序开发及验证 被引量:4
12
作者 张松梅 张东辉 《原子能科学技术》 CSCD 北大核心 2018年第2期320-325,共6页
热工水力分析软件的验证是安全审查重点关注的问题。为了实现不同设计软件间的对比验证,本工作开发出具有自主知识产权的钠冷快堆堆芯子通道分析程序SSCFR,进行中国实验快堆(CEFR)全堆芯稳态分析、子通道稳态分析及全堆芯瞬态分析,并... 热工水力分析软件的验证是安全审查重点关注的问题。为了实现不同设计软件间的对比验证,本工作开发出具有自主知识产权的钠冷快堆堆芯子通道分析程序SSCFR,进行中国实验快堆(CEFR)全堆芯稳态分析、子通道稳态分析及全堆芯瞬态分析,并将分析结果与CEFR运行和设计值进行对比。结果表明,SSCFR程序的计算结果与CEFR运行值及安全分析报告中的设计计算值符合较好,可用于钠冷快堆后续的软件对比验证及设计计算工作。 展开更多
关键词 钠冷快堆 棒状燃料堆芯 通道分析
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全堆芯热工子通道模型的JFNK全局求解方法研究
13
作者 章运山 周夏峰 《核动力工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第5期39-46,共8页
反应堆热工子通道模型详细考虑了轴向流动、横向交混,湍流交混等多种耦合因素,是堆芯热工水力分析的关键模型,但是这些因素为子通道数值模拟带来了困难和挑战。为了提高热工子通道模型的计算效率和收敛性,本文基于Jacobian-Free Newton-... 反应堆热工子通道模型详细考虑了轴向流动、横向交混,湍流交混等多种耦合因素,是堆芯热工水力分析的关键模型,但是这些因素为子通道数值模拟带来了困难和挑战。为了提高热工子通道模型的计算效率和收敛性,本文基于Jacobian-Free Newton-Krylov(JFNK)全局求解方法(以下简称JFNK方法),开发了全堆芯热工子通道模型的全局求解框架,并基于现有程序的模型和框架建立了基于物理预处理的残差系统,增强JFNK方法的收敛速率。结果表明,JFNK方法的计算效率是固定点迭代方法的5倍,且JFNK方法的效率优势随着收敛精度的提高会更加明显。因此,对于复杂热工子通道模型,JFNK方法有着不错的潜力和效率优势。 展开更多
关键词 全堆芯热工水力 通道分析 JFNK 物理预处理
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钠冷快堆组件冷却剂沸腾子通道分析方法研究
14
作者 方闻韬 佟立丽 曹学武 《核科学与工程》 CAS CSCD 北大核心 2023年第3期544-552,共9页
钠冷快堆发生超设计基准事故时,组件内冷却剂可能沸腾甚至干涸,准确预测其温度分布对钠冷快堆的安全评估具有重要意义。基于均相流模型构建守恒方程,采用Mikityuk对流传热模型以及Cheng-Todreas阻力模型等关系式,开发了适用于钠冷快堆... 钠冷快堆发生超设计基准事故时,组件内冷却剂可能沸腾甚至干涸,准确预测其温度分布对钠冷快堆的安全评估具有重要意义。基于均相流模型构建守恒方程,采用Mikityuk对流传热模型以及Cheng-Todreas阻力模型等关系式,开发了适用于钠冷快堆两相流动模拟的子通道分析方法,与FFM-2A单相流动实验数据和KNS-37钠沸腾实验结果进行了对比验证,并与同类子通道分析程序的计算结果作比较,验证了方法的合理性。 展开更多
关键词 钠冷快堆 钠沸腾 通道分析
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基于SCWR堆芯结构的子通道程序开发与应用 被引量:4
15
作者 傅晟威 许志红 杨燕华 《原子能科学技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第3期345-350,共6页
为能够对超临界水堆(SCWR)堆芯进行子通道分析,开发了新的子通道分析程序SABER。该程序在COBRA程序的基础上改进了网格结构和热传导模型,加入了新的边界条件和水物性模块,以适用于SCWR慢谱燃料组件的子通道分析。为评估程序的适用性,采... 为能够对超临界水堆(SCWR)堆芯进行子通道分析,开发了新的子通道分析程序SABER。该程序在COBRA程序的基础上改进了网格结构和热传导模型,加入了新的边界条件和水物性模块,以适用于SCWR慢谱燃料组件的子通道分析。为评估程序的适用性,采用该程序对SCWR堆芯概念设计中的慢谱燃料组件进行子通道建模,并进行稳态计算。结果表明,该程序能够用于SCWR堆芯的子通道计算分析,并较好地解决了慢谱组件计算中慢化通道和冷却通道间的热耦合及逆向流动的模拟问题。 展开更多
关键词 超临界水堆 慢谱燃料组件 通道分析 SABER程序
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高通量研究堆堆芯热工水力分析程序THAS-PC4 被引量:3
16
作者 郝老迷 李运文 《核科学与工程》 CSCD 北大核心 1997年第1期12-20,共9页
针对高通量研究堆的热工水力特点和设计准则开发了堆芯子通道分析微机程序THAS-PC4。该程序能够计算稳态和瞬态工况下堆芯内冷却剂的流量、温度、密度和压力等参量的分布以及燃料元件的温度场。它还可以确定临界热流密度和偏离... 针对高通量研究堆的热工水力特点和设计准则开发了堆芯子通道分析微机程序THAS-PC4。该程序能够计算稳态和瞬态工况下堆芯内冷却剂的流量、温度、密度和压力等参量的分布以及燃料元件的温度场。它还可以确定临界热流密度和偏离泡核沸腾比(DNBR),泡核沸腾开始时的壁面温度以及流动开始不稳定时的热流密度等,以评价反应堆的安全性。 展开更多
关键词 高通量 研究堆 通道分析 热工水力分析
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氯盐冷却快堆子通道程序开发及初步验证 被引量:3
17
作者 林铭 程懋松 戴志敏 《核技术》 CAS CSCD 北大核心 2019年第1期74-80,共7页
氯盐冷却快堆属于第四代先进反应堆的熔盐堆类型之一,采用高温氯盐作为冷却剂,具备高温、常压、较硬的中子能谱等特点,在固有安全性以及经济性上具有极大的优势和潜力。为计算和分析氯盐冷却快堆热工水力特性,自主开发了氯盐快堆子通道... 氯盐冷却快堆属于第四代先进反应堆的熔盐堆类型之一,采用高温氯盐作为冷却剂,具备高温、常压、较硬的中子能谱等特点,在固有安全性以及经济性上具有极大的优势和潜力。为计算和分析氯盐冷却快堆热工水力特性,自主开发了氯盐快堆子通道分析程序。基于7棒束几何结构模型,通过与Fluent计算结果相比较,重点分析和验证了氯盐快堆子通道分析程序采用的压降模型以及湍流交混模型。结果表明:氯盐快堆子通道程序所采用的Cheng-Todreas压降模型和Rogers-Rosehart湍流交混模型与Fluent在稳态与瞬态情况下的计算结果吻合很好,初步验证了所选模型的正确性和适用性。氯盐快堆子通道分析程序的开发和初步验证,将为新型氯盐冷却快堆提供有效的设计和分析工具。 展开更多
关键词 氯盐快堆 通道分析 压降模型 湍流交混模型 FLUENT
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钍基先进坎杜堆子通道分析 被引量:2
18
作者 王松涛 俞冀阳 +1 位作者 廉海波 毛文龙 《核动力工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2007年第4期13-15,116,共4页
利用子通道计算程序ASSERT-PV V3R1计算TACR1000在不同钍装填模式、不同功率、不同寿期下的子通道热工水力学特性。根据对子通道质量流密度、空泡份额和干涸起始功率方面的计算,从功率展平及安全性的角度考虑,钍铀粉末交混装填模式明显... 利用子通道计算程序ASSERT-PV V3R1计算TACR1000在不同钍装填模式、不同功率、不同寿期下的子通道热工水力学特性。根据对子通道质量流密度、空泡份额和干涸起始功率方面的计算,从功率展平及安全性的角度考虑,钍铀粉末交混装填模式明显好于内8根棒为钍的装填模式。 展开更多
关键词 通道分析 钍基核能系统 坎杜型重水堆
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蒙卡中子输运程序JMCT和子通道热工水力程序COBRA-EN耦合计算 被引量:3
19
作者 史敦福 李康 +1 位作者 秦桂明 刘雄国 《强激光与粒子束》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第3期32-38,共7页
介绍了中子输运蒙特卡罗方法与热工水力耦合计算的流程。开发了一套蒙卡中子输运程序JMCT和子通道分析程序COBRA-EN耦合接口。通过3×3棒束模型的计算展示了考虑耦合计算和不考虑耦合计算的差异,论证了耦合计算在反应堆分析中的重... 介绍了中子输运蒙特卡罗方法与热工水力耦合计算的流程。开发了一套蒙卡中子输运程序JMCT和子通道分析程序COBRA-EN耦合接口。通过3×3棒束模型的计算展示了考虑耦合计算和不考虑耦合计算的差异,论证了耦合计算在反应堆分析中的重要性。通过对反应堆组件的模拟计算,测试了耦合计算的正确性。最后分析了蒙卡计算的统计涨落和迭代计算过程中收敛标准的关系,讨论了蒙卡中子输运和热工水力耦合过程中收敛标准设置的方案和可行性。 展开更多
关键词 蒙卡中输运 通道分析 耦合计算 JMCT COBRA-EN
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COBRAⅢC/MIT-2程序的改进及其在高通量研究堆中的应用 被引量:3
20
作者 李金才 王平 《核科学与工程》 CSCD 北大核心 1996年第1期35-41,共7页
将堆芯子通道热工水力分析程序COBRAⅢC/MIT-2的水物性、临界热流关系式、泡核沸腾起始点判断公式等加以修正或扩充,使之能用于低温低压下研究堆或实验堆的分析。利用改进的COBRAⅢC/MIT-2,对日本板状元件高... 将堆芯子通道热工水力分析程序COBRAⅢC/MIT-2的水物性、临界热流关系式、泡核沸腾起始点判断公式等加以修正或扩充,使之能用于低温低压下研究堆或实验堆的分析。利用改进的COBRAⅢC/MIT-2,对日本板状元件高通量研究堆JRR-3M在不同基准流速下以及不同流道阻塞率下的热工水力特性进行了分析计算,所得结果与日本原子能研究院开发的热工水力分析软件COOLOD的相应预测结果符合良好。 展开更多
关键词 COBRA C/MIT-2 通道分析 高通量研究堆 临界热流
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