核反应堆堆芯三维跨尺度多物理场耦合分析程序CorTAF开发进展

来源：核动力工程杂志2025年第4期北京时间：

作者：苏光辉, 董正阳, 刘凯, 王明军, 田文喜, 秋穗正

单位：1.西安交通大学核科学与技术学院，西安，710049；2.陕西省先进核能技术重点实验室，西安，710049；

摘要：核反应堆堆芯作为核动力系统关键设备，其几何结构复杂，且不同物理场间存在强烈耦合作用。堆芯高精度精细化热工水力及多物理场耦合分析技术是先进核动力系统设计与安全分析的重要保证，西安交通大学核反应堆热工水力研究室（NuTHeL）构建了全堆芯核-热-流-沉积多物理场耦合分析模型，基于开源计算流体动力学（CFD）平台自主开发了通道级核反应堆堆芯三维跨尺度多物理场耦合分析程序CorTAF系列，实现了基于CFD方法的全压力容器内全尺寸多物理场的计算分析与预测，并开展了基于国际基准题的确认和验证（V&V）工作。近年来，研究团队基于上述研究基础不断开发与完善程序的数学物理模型，目前CorTAF程序已经具备了面向多种堆型（压水堆、铅铋堆、钠冷快堆等）、涵盖多种物理场（中子物理、热工水力、腐蚀沉积等）、串联多个系统（堆芯、上腔室、下腔室等）的跨尺度耦合计算能力。本文以压水堆CorTAF程序为例，介绍了其主要功能，总结回顾了相关工作，并提出了未来工作展望。

关键词：CorTAF, 压水堆堆芯, 通道级分辨率, 多物理场耦合, 压力容器跨尺度耦合

基金资助：中核集团领创科研项目基金；中核集团青年英才项目