失水事故引起反应堆堆内结构动响应分析的声学有限元方法

摘要

失水事故引起的反应堆堆内结构动响应是反应堆结构动力学的重要问题.现有的分析计算方法主要是基于计算流体动力学(Computation Fluid Dynamics,CFD)的单向/双向流固耦合分析方法,数值预测精度较高但计算成本过高.本文基于以流体和固体位移和流体压力为基本未知量的势流体声学有限元理论,采用商用有限元软件ADINA和流固界面共节点网格技术,对德国HDR(Heiss Dampf Reaktor)实验堆V32破口失水事故进行了数值模拟.声学有限元-结构耦合计算结果与文献中的实验测试结果和基于CFD的双向流固耦合结果吻合良好,但比CFD方法更易于实现且具有较高的计算效率.研究结果为反应堆失水事故下堆内结构动响应提供了一种简单而高效的分析方法.