磁场作用下液态包层中的流动传热和插件安全分析

摘要

国际热核聚变实验堆(ITER)的双冷锂铅(DCLL)包层涉及"磁-热-流-固"多物理耦合场问题.流道插件(FCI)作为DCLL包层的关键部件,具有隔绝热量传递和降低磁体压降的作用.本文基于电势方法,采用PISO算法和相容守恒格式求解了包含Lorentz力的不可压Navier-Stokes方程;应用有限元方法计算了FCI在流场、热场和磁场耦合作用下的热应力和变形.采用顺序耦合法,分析了磁-热-流固耦合场中速度、温度、压力的分布形式,研究了流道插件结构内的热应力和热变形,通过MHD压降系数和热效率系数揭示了FCI结构对于包层内MHD效应和传热性能的影响规律.