[發明專利]燃料組件及應用燃料組件的結構化網格劃分系統、方法

在審

• 申請號: 202110859116.0
• 申請日: 2021-07-28
• 公開（公告）號: CN113836671A
• 公開（公告）日: 2021-12-24
• 發明（設計）人: 叢騰龍;顧漢洋;張琦;肖瑤;劉茂龍;蔡孟珂
• 申請（專利權）人: 上海交通大學
• 主分類號: G06F30/18
• 分類號: G06F30/18;G06F30/28;G06F111/10;G06F113/08;G06F119/08;G06F119/14
• 代理公司: 上海漢聲知識產權代理有限公司 31236
• 代理人: 胡晶

1.一種燃料組件，其特征在于，包括：燃料棒束；

所述燃料棒束的橫截面呈十字型，所述燃料棒束繞軸向呈扭轉結構，所述燃料棒束內流體流動呈各向異性；所述燃料棒束設置有多個。

2.根據權利要求1所述的燃料組件，其特征在于，所述燃料棒束包括弧形肋片(1)、肘部(2)和延長段(3)，所述弧形肋片(1)呈對稱設置形成燃料棒的凸起，所述弧形肋片(1)兩端通過所述延長段(3)與所述肘部(2)平滑連接。

3.根據權利要求1所述的燃料組件，其特征在于，所述燃料棒束還包括棒中心(4)和棒間距(6)，所述燃料棒束之間的棒中心(4)之間的距離為棒間距(6)。

4.根據權利要求1所述的燃料組件，其特征在于，還包括棒間隙(5)，所述燃料棒束之間存在棒間隙(5)。

5.一種應用燃料組件的結構化網格劃分系統，其特征在于，包含權利要求1-4中任一項所述的燃料組件，包括棒束區域(7)、第一流道區域(8)和第二流道區域(9)；

所述燃料棒束內形成棒束區域(7)；

所述燃料棒束與所述第一流道區域(8)沿燃料棒束軸線旋轉組合形成圓柱形；

所述第二流道區域(9)內有多個鏤空圓柱區域。

6.根據權利要求5所述的應用燃料組件的結構化網格劃分系統，其特征在于，所述第一流道區域(8)為棒束區域(7)外部與棒束區域(7)的外切圓之間的部分。

7.根據權利要求5所述的應用燃料組件的結構化網格劃分系統，其特征在于，所述第二流道區域(9)為棒束區域(7)的外切圓以外的部分。

8.一種應用燃料組件的結構化網格劃分方法，其特征在于，使用權利要求1-4中任一項所述的燃料組件進行結構化網格劃分，包括如下步驟：

步驟S1：根據燃料組件的橫截面建立二維幾何模型；

步驟S2：將二維橫截面劃分為棒束區域(7)、第一流道區域(8)和第二流道區域(9)；

步驟S3：分別針對棒束區域(7)、第一流道區域(8)和第二流道區域(9)建立二維拓撲結構，根據數值計算的精度要求對近壁面區域第一層網格到壁面的距離和網格長寬比進行調整；

步驟S4：根據二維拓撲結構生成二維結構化網絡；

步驟S5：將棒束區域(7)和第一流道區域(8)的二維結構化網格沿著燃料棒束軸線進行旋轉拉伸，將第二流道區域(9)的二維結構化網格沿著燃料棒束組件軸線進行垂直拉伸；

步驟S6：將棒束區域(7)、第一流道區域(8)和第二流道區域(9)拉伸之后共生成3組體網格，獲得完整的燃料組件體網格。

9.根據權利要求8所述的應用燃料組件的結構化網格劃分方法，其特征在于，所述步驟S3中針對棒束區域(7)、第一流道區域(8)和第二流道區域(9)分別建立二維拓撲結構，采用O型剖分方式進行網格劃分，在網格節點的設置過程中，保持棒束區域(7)和第一流道區域(8)的邊界節點一一對應。

10.根據權利要求8所述的應用燃料組件的結構化網格劃分方法，其特征在于，螺旋節距L是螺旋十字型燃料棒橫截面每扭轉360°所對應的長度，螺旋節距L通過步驟S5中的網格旋轉拉伸的參數設置決定，燃料棒束的節距L的計算公式如下：

其中，n為每一層網格的旋轉角度，Δh為每一層網格的高度。