基于POD方法的燃料棒模态特征及流致振动响应降阶模型研究

来源：核动力工程杂志2024年第4期北京时间：

作者：闵光云, 姜乃斌

单位：中山大学中法核工程与技术学院，广东珠海，519082；

摘要：本文搭建了一个快速预测燃料棒模态特征及流致振动响应的降阶模型（ROM）。首先，基于有限元分析软件ANSYS的批处理功能得到不同刚度下燃料棒的模态数据，将模态数据组装成快照矩阵。接着，基于商用数学软件MATLAB和半经验公式批量计算燃料棒的流致振动响应，将流致振动响应数据组装成快照矩阵。然后，采用本征正交分解（POD）方法将快照矩阵投影到低维空间，并根据特征值大小选出能量占比最高的POD模态。基于选出的POD模态将快照矩阵重构回物理空间，实现了模态和流致振动响应的快速计算。研究发现：对于1阶模态和流致振动响应的重构，刚度越小所需要的POD模态数量越多；对于相同刚度下不同阶模态的重构，模态阶次越高，所需要的POD模态数量越多。本文研究结果对于燃料棒模态特征和流致振动响应的快速计算具有一定的意义。

关键词：本征正交分解(POD)方法, 燃料棒, 降阶模型(ROM), 模态特征, 流致振动响应

基金资助：国家自然科学基金（11872060）；广东省重点领域研发计划项目（2021B0101250002）