基于MOOSE平台的西安脉冲反应堆多物理耦合计算研究

来源：核动力工程杂志2024年第3期北京时间：

作者：胡田亮, 姜夺玉, 张信一, 王召浩, 王立鹏, 曹璐, 李达, 陈立新

单位：1.西北核技术研究所强脉冲辐射环境模拟与效应国家重点实验室，西安，710024；2.西安交通大学，西安，710049；

摘要：反应堆中涉及一系列复杂相互作用的多物理耦合过程，随着高性能计算技术的迅速发展，基于多物理耦合的分析越来越受到重视。基于多物理耦合平台MOOSE开展了西安脉冲反应堆的稳态和瞬态多物理耦合计算研究，综合应用Picard迭代和Jacobian Free Newton-Krylov（JFNK）方法处理多物理耦合中的非线性问题，实现了三维中子扩散时空动力学、三维固体导热和一维流体流动传热的多物理耦合计算，计算了西安脉冲反应堆2 MW稳态运行和3.45<inline-formula><tex-math id="Z-20240410180016-1">\begin{document}$\$ $\end{document}</tex-math></inline-formula>（1<inline-formula><tex-math id="Z-20240410180016">\begin{document}$\$ $\end{document}</tex-math></inline-formula>表示一个有效缓发中子份额）脉冲运行条件下的反应堆行为，得到了堆芯三维功率和温度分布计算结果，计算结果与实验结果符合较好，证明了多物理耦合的正确性。开发的多物理耦合计算方法具有几何适应性好、耦合灵活等特点，具有应用于其他小型反应堆的潜力。

关键词：多物理耦合, 西安脉冲反应堆, MOOSE, 稳态分析, 瞬态分析

基金资助：国家自然科学基金项目（12205237，12275219）