[發明專利]反應堆燃料組件的帶有邊界層的六面體網格自動生成方法

有效

• 申請號: 201910274582.5
• 申請日: 2019-04-08
• 公開（公告）號: CN110009746B
• 公開（公告）日: 2020-07-10
• 發明（設計）人: 王明軍;鞠浩然;秋穗正;田文喜;蘇光輝
• 申請（專利權）人: 西安交通大學
• 主分類號: G06T17/20
• 分類號: G06T17/20
• 代理公司: 西安智大知識產權代理事務所 61215
• 代理人: 何會俠

1.一種反應堆燃料組件的帶有邊界層的六面體網格自動生成方法，其特征在于，包括如下步驟：

步驟1：幾何預處理過程：根據實際的反應堆燃料組件結構，運用UG10.0三維建模軟件進行燃料組件的三維建模，建模內容包括攪混翼的建模及燃料棒的建模：首先，利用實際反應堆燃料組件的結構圖完成攪混翼結構的二維草圖繪制；進而利用UG10.0軟件的拉伸功能得到有厚度的三維攪混翼模型，并利用折彎功能將攪混翼模型折彎，完成攪混翼模型的建立；隨后，通過拉伸的方法建立三維的燃料棒模型；在建立三維燃料棒模型時，預留燃料棒表面邊界層網格的厚度空間；隨后利用UG10.0軟件的布爾邏輯功能建立反應堆燃料組件外的流體區域；

步驟2：流體區域的分區過程：將反應堆燃料組件計算流體區域分為簡單幾何區域和帶有攪混翼的復雜幾何區域，具體地，分別在攪混翼上游1cm及下游1cm建立平面，建立的平面的法線需與燃料棒軸線平行，以上述兩個平面為分界面，將流體區域分為三部分，利于后續分別處理；

步驟3：帶有攪混翼的復雜幾何區域的四面體網格劃分過程：利用ANSYS-ICEM軟件，使用其四面體網格自動劃分功能完成步驟2中得到的復雜幾何區域的網格劃分任務：僅需設定四面體網格的宏觀尺寸，并利用ANSYS-ICEM軟件的自動計算功能完成帶有攪混翼的復雜幾何區域的四面體網格劃分過程；

步驟4：四面體網格轉換為HEX8六面體網格的過程：在ANSYS-ICEM軟件中，利用其四面體網格轉換成HEX8六面體網格的功能，將步驟3中所得到的帶有攪混翼的復雜幾何區域內的所有四面體網格進行分裂，每個四面體網格分裂成四個HEX8六面體網格，在帶有攪混翼的復雜幾何區域內得到HEX8六面體網格劃分結果；

步驟5：HEX8六面體網格轉換為HEX20六面體網格的過程：在ANSYS-ICEM軟件中，利用其增加網格邊中點的功能，對步驟4所得到的所有HEX8六面體網格邊上的中點進行標記，完成帶有攪混翼的復雜幾何區域內的HEX8六面體網格轉換為HEX20六面體網格的轉換過程；此時，帶有攪混翼的復雜幾何區域與簡單幾何區域分界面上的面網格均為四邊形網格；

步驟6：簡單幾何區域網格生成過程：在ANSYS-ICEM軟件中，利用其網格拉伸功能，對步驟5中帶有攪混翼的復雜幾何區域與簡單幾何區域分界面上的面網格在簡單幾何區域內進行拉伸，得到簡單幾何區域內的HEX20六面體網格；

步驟7：燃料棒表面附近邊界層網格的生成過程：具體方法如下：

步驟7-1：在ANSYS-ICEM軟件中，將復雜幾何區域與簡單幾何區域內燃料棒表面的面網格進行合并，并將上述面網格置于相同部分中；

步驟7-2：利用ANSYS-ICEM軟件的網格拉伸功能，將燃料棒表面的面網格沿燃料棒表面內法線方向進行拉伸，得到六面體網格，生成的六面體網格需要將步驟1中預留的位置充滿，充當燃料棒表面附近邊界層網格。