基于MPS方法的离散固体与流体相互作用数值模拟研究

与网格法相比,移动粒子半隐式(MPS)方法不存在网格畸变问题,因此得到了较为广泛的应用。为了将MPS方法应用于核反应堆堆芯熔化严重事故中熔融物夹带离散固体的迁徙行为模拟,需要对其建立流固耦合模型。本研究通过将离散单元法（DEM）引入到基于MPS方法的核反应堆关键热工安全现象分析软件平台（PANDA）中,发展了PANDA-DEM模块,建立了适用于存在离散固体相互作用的流固耦合问题的分析模型。使用本文建立的模型对固体滑坡和一个水下滑坡问题进行了模拟,两个算例的数值计算结果与实验结果均吻合较好,证明了该模型的稳定性与准确性。因此,本文建立的模型能够用于分析包含大量离散固体的流固耦合问题。     

铅基反应堆严重事故下燃料迁徙行为机理实验研究

在铅基反应堆严重事故中，燃料颗粒在堆内迁徙过程中可能导致堆芯堵塞，存在重返临界的风险。为了获得液态铅铋合金（LBE）夹带金属颗粒的流动迁徙行为特性，本研究设计了石英玻璃可视化实验段，搭建了液态LBE夹带颗粒流动凝固行为可视化实验装置Eirene，开展了LBE在圆形通道内的流动凝固实验和LBE夹带不锈钢颗粒的流动凝固实验，获得了液态LBE流动凝固动态特性的影像数据、LBE进出口温度和管壁温度数据。由实验结果可知，颗粒球床的存在会严重阻碍LBE在玻璃管内的流动，且在球床密集区域极易形成凝固堵塞，大量颗粒停留在实验段中段，由外至内逐步形成堵塞。实验结果可为铅基反应堆严重事故分析模型验证提供支持。