熔盐堆流体动力学模型降阶方法适用性分析

分类： 核科学技术 >> 裂变堆工程技术 提交时间： 2024-04-07

林铭 程懋松 戴志敏 蔡翔舟

摘要： 对于熔盐堆全堆高保真流体动力学计算，即使借助超级计算机的并行计算能力在面对快速甚至实时求解的问题仍然面临效率的巨大挑战，引入和采用模型降阶方法（Reduced Order Modeling，ROM），将能够有效解决这类问题。基于本征正交分解方法（Proper Orthogonal Decomposition, POD）与Galerkin投影法，引入基于有限体积的模型降阶方法（ROM based on Finite Volume approximation，FV-ROM）和上确界稳定模型降阶方法（ROM with supremizer stabilization，SUP-ROM），针对液态燃料熔盐堆(Liquid Fuel Molten Salt Reactor，LFMSR)层流和湍流瞬态工况开展适用性分析。结果表明，FV-ROM方法在速度误差和计算效率方面占有明显优势，层流和湍流瞬态速度平均L2相对误差低于0.5%和0.6%，且单步长的加速比分别为1500和1000倍左右；相比之下，SUP-ROM方法在压力预测方面表现出显著的优势，层流和湍流瞬态压力平均L2相对误差低至0.20%和0.38%。因此，通过FV-ROM和SUP-ROM两种方法相结合的方式进行熔盐堆流体动力学速度场和压力场预测，能够更加有效地提高流体动力学仿真的效率和确保瞬态模拟过程计算可靠性和精确度。

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