基于拉格朗日方法的熔化行為數值模擬研究.pdf

1、核反應堆嚴重事故進程中，核燃料元件會發(fā)生熔化，甚至落入下封頭。熔融物的遷移及再定位等現(xiàn)象關系到嚴重事故的發(fā)展與緩解。為了給燃料棒熔化的局部現(xiàn)象研究提供模擬分析工具，本文基于原始的MPS（Moving Particle Semi-implicit）方法進行了二次開發(fā)，以使其具備模擬熔化現(xiàn)象的功能。本文對原始MPS方法的改進包括：1）增加了能量方程求解模塊，使其具備了傳熱計算功能；2）增加了表面張力計算模型，并評價了不同表面張力模型之間差異

2、；3）引入了基于焓值變化的粘性模型，使得固體與流體之間的粘性能平滑過渡；4）改進了粘性項的時間差分格式，將原MPS法的顯式差分格式改為隱式，這樣增大了計算時間步長，能夠節(jié)省計算資源；5）引入了PMS（Passive Moving Solid）的剛體計算模型，使得流固耦合計算成為可能。
　　為考驗修改后的程序，本文通過一維非穩(wěn)態(tài)導熱和方形液滴振蕩分別驗證了傳熱模型和表面張力模型。為了驗證程序的綜合性能，本文采用改進后三維MPS程序模