全堆芯热工子通道模型的JFNK全局求解方法研究

来源：核动力工程杂志2023年第5期北京时间：

作者：章运山, 周夏峰

单位：华中科技大学，武汉，430074；

摘要：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。

关键词：全堆芯热工水力, 子通道分析, JFNK, 物理预处理

基金资助：国家自然科学基金（12005073）；国防科技工业核动力技术创新中心项目（HDLCXZX-2021-HD-033）