移动粒子半隐式方法及在核动力系统热工安全中的应用

第1章 移动粒子半隐式方法概述 1.1 移动粒子半隐式方法的起源 1.2 移动粒子半隐式方法的特征 1.3 移动粒子半隐式方法的应用 1.4 本书的主要内容 参考文献 第2章 移动粒子半隐式方法基础 2.1 控制方程 2.2 粒子间相互作用模型 2.2.1 核函数 2.2.2 粒子数密度 2.2.3 梯度模型 2.2.4 散度模型 2.2.5 拉普拉斯模型 2.2.6 不可压缩模型 2.2.7 边界条件 2.2.8 粒子作用域半径 2.2.9 邻点粒子搜索 2.3 压力泊松方程 2.3.1 压力泊松方程的离散形式 2.3.2 PPE求解器 2.4 算法的稳定策略 2.4.1 PND的全局不可压缩性 2.4.2 流体内部粒子的粒子移位 2.4.3 自由表面粒子的稳定策略 2.5 计算过程及步骤 2.5.1 粒子的初始布置 2.5.2 时间步长的确定 2.5.3 MPS半隐式算法 2.6 溃坝算例简介 2.6.1 溃坝模型 2.6.2 模拟计算参数设置 参考文献 第3章 传热相变分析程序 3.1 数值计算模型 3.1.1 连续介质传热模型 3.1.2 固液相变模型 3.1.3 基于表面自由能的表面张力模型 3.2 模型验证 3.2.1 平板导热算例 3.2.2 水结冰算例 3.2.3 表面张力模型验证 3.3 金属熔化过程分析 3.3.1 金属熔化实验模拟 3.3.2 Pb-Bi平板消熔实验验证 3.3.3 L板熔融物流动凝固实验 3.4 MPS方法在严重事故分析中的应用 3.4.1 仪器管内熔融物流动凝固行为研究 3.4.2 熔融物与混凝土相互作用过程分析 参考文献 第4章 气液两相流模拟程序 4.1 无网格线混合格式移动粒子半隐式方法(MPS-MAFL) 4.1.1 数值算法 4.1.2 无网格线对流格式 4.1.3 利用速度散度构建不可压缩模型 4.1.4 MPS-MAFL算法流程 4.2 多相流移动粒子半隐式方法(Multi-phase MPS，MMPS) 4.2.1 数值算法 4.2.2 改进的MMPS方法 4.2.3 改进MMPS方法的验证 4.3 两相流动相关研究成果 4.3.1 MPS-MAFL在气泡动力学中的应用 4.3.2 MMPS在气泡动力学中的应用 4.3.3 MMPS在Rayleigh-Taylor不稳定性中的应用 参考文献 第5章 共晶反应分析程序 5.1 共晶反应模型 5.1.1 质量扩散 5.1.2 扩散方程 5.1.3 原子扩散方程的粒子近似形式 5.1.4 相变准则 5.1.5 基于粒子-网格耦合法求解的共晶反应模型 5.2 共晶反应模型的验证 5.3 锆水反应的研究 5.4 燃料棒材料高温消熔反应 5.4.1 UO2-Zr高温消熔反应 5.4.2 对流效应对UO2-Zr高温消熔反应的影响 5.4.3 ZrO2-Zr高温消熔反应 参考文献 第6章 流固耦合分析程序 6.1 数值计算模型 6.1.1 离散单元模型 6.1.2 MPS方法与DEM的耦合 6.1.3 颗粒接触传热模型 6.2 模拟验证及算例分析 6.2.1 钢球倒塌算例 6.2.2 二维漏斗算例 6.2.3 钢球溃坝倒塌算例 6.2.4 三维水下滑坡算例 6.3 颗粒靶流动模拟应用 6.3.1 颗粒靶流动工况几何模型 6.3.2 颗粒注入速度对流动换热的影响 6.3.3 靶区圆筒部分高度对流动的影响 6.3.4 靶区出口面积对流动的影响 参考文献 MPS方法研究展望 索引