熱工水力的案例
流體力學分析軟件VirtualFlow，實現核反應堆熱工水力高效仿真
3 月 13 日，由中國核學會核反應堆熱工流體力學分會主辦，中核核反應堆熱工水力技術重點實驗室、上海積鼎信息科技有限公司、先進核能技術全國重點實驗室承辦的 “核反應堆熱工水力仿真技術前沿探索與實踐” 線上直播活動圓滿舉辦。本次活動聚焦核反應堆仿真領域的最新進展與挑戰，吸引了近300位行業專家及在校學生的關注。
中國核動力研究設計院反應堆工程研究所副所長、中國核學會核反應堆熱供流體力學分會的理事長 黃彥平 在致辭中指出，核能技術的迭代對流體仿真提出了更高要求，亟需在精度提升、計算效率優化及模型驗證等方面取得突破。國產流體仿真軟件的自主研發是打破技術壟斷的關鍵。黃總呼吁產學研各方需強化合作，通過資源共享與協同創新，共同攻克行業難題。
作為本次活動的承辦單位之一，積鼎科技研發中心總監符凱的報告《國產流體仿真軟件在核反應堆仿真中的應用》受到關注。積鼎科技深耕 CFD 領域多年，自主開發了通用流體仿真軟件 VirtualFlow在核反應堆仿真中展現出顯著優勢。
積鼎科技的仿真軟件可應用于核領域的多種堆型，包括壓水堆、鉛鉍/鈉冷快堆、熔鹽堆等。在壓水堆中，軟件可模擬安注水過程、氫氣復合及燃燒、抑壓水池工作過程等；在鉛鉍/鈉冷快堆中，可進行金屬液體熱工水力計算、事故工況下自然對流計算等；在熔鹽堆中，實現了堆芯流量分配計算、熔鹽泄露凝固計算等關鍵場景的仿真。
技術優勢：
全代碼自主可控：該軟件安全可靠可控，經第三方評測顯示代碼自主率超過 95%。
全方位仿真能力：支持多相流、湍流、相變、傳熱等復雜物理模型，能夠精確模擬核反應堆中的流動傳熱傳質、多相流相變、可壓縮流體、多組分等問題。
應用場景覆蓋廣：軟件經過市場長期驗證，已積累的測試案例庫>1000個。
展開 【培訓通知】關于遠算科技聯合上海交通大學共同舉辦code_saturne 熱工水力及核電領域應用專題培訓通知
為普及和推廣高性能水力學軟件使用、培養高性流體力學專業人才，浙江遠算科技有限公司聯合上海交通大學將于2021年10月27日至29日舉辦code_saturne熱工水力及核電領域應用專題培訓課程，這也是遠算聯“走進高?！贝笮团嘤柣顒拥牡谝徽?。具體安排如下：
培訓對象
從事流體力學研究的科研院所和
高校教師、研究生、科研工作人員及相關企業工程師
培訓時間
2021年10月27日～29日
報名截止時間：
2021年10月27日
本次培訓名額有限，報名從速
。
多相流模擬仿真在核電領域的應用及展望
燃料元件性能評估：研究燃料元件在不同運行條件下的熱工性能，如燃料溫度、包殼溫度、冷卻劑溫度和流量等，預測燃料元件的燒毀率和壽命，為燃料元件的設計和改進提供指導。
蒸汽發生器設計：模擬蒸汽發生器內的汽水兩相流動和傳熱過程，優化蒸汽發生器的結構和參數，提高其傳熱效率和運行穩定性。例如，通過模擬蒸汽發生器內的汽水分離過程，改進汽水分離裝置的設計，減少蒸汽中的水滴攜帶，提高蒸汽品質。
（二）熱工水力分析
單通道熱工水力分析：對核反應堆單通道內的冷卻劑流動和傳熱進行模擬，分析通道內的溫度分布、壓力降和熱傳遞特性，評估通道的熱工性能和安全性。
多通道熱工水力分析：考慮核反應堆內多個并行通道之間的相互影響，如流量分配、溫度耦合等，研究多通道熱工水力現象，為核反應堆的熱工設計和運行提供更準確的預測。
圖 2 棒束通道流動換熱
?熱分層現象研究：在核反應堆的某些管道和設備中，由于冷熱流體的混合，可能會產生熱分層現象。多相流模型可用于模擬熱分層現象，分析其對管道應力、設備性能和安全的影響，為防止熱分層引起的熱疲勞和設備失效提供技術支持。
圖 3 管道熱分層模擬
（三）安全分析與評估
失水事故（LOCA）模擬：失水事故是核反應堆的一種嚴重事故工況，多相流模型可用于模擬失水事故過程中的冷卻劑流失、燃料元件暴露、蒸汽生成和壓力變化等現象，預測事故的發展趨勢和后果，為制定事故應急預案和安全措施提供依據。
圖 4 壓熱沖擊（PTS）分析
蒸汽發生器管束破裂事故分析：模擬蒸汽發生器管束破裂后的汽水兩相流動和傳熱過程，評估事故對核反應堆安全的影響，研究事故緩解措施和修復方案。
展開 船用U形管蒸汽發生器模型及其動態仿真應用.pdf
船用U形管蒸汽發生器模型及其動態仿真應用
張龍飛，張大發，王少明 (海軍工程大學，湖北武漢430033)
摘要:針對船用立式U形管自然循環蒸汽發生器，建立了能夠描述其穩態及瞬態熱工水力特性的數學物理模型，并編制了計算程序。計算和驗證結果表明，該數學物理模型準確，可以與其他船用模型一起構建船用系統模型以進行安全分析研究或開發船用核動力仿真機。
關鍵詞: 蒸汽發生器;熱工水力;數學模型;動態仿真
船用U形管蒸汽發生器模型及其動態仿真應用.pdf
第四代核電堆型：鈉冷快堆設計的流體仿真技術挑戰與解決方案
例如，在低雷諾數條件下，CFD可以用于研究鈉冷快堆燃料組件棒束的阻力特性，為自然循環冷卻過程中的換熱分析提供支持。</p><p>通風系統分析：CFD能夠模擬鈉冷快堆中屏蔽氣體氬氣及空氣的流動特性，為優化旋塞結構、保護容器設計、屏蔽體通風設計等提供支持。</p><p><strong>2.安全分析</strong></p><p>事故工況模擬：CFD可以模擬鈉冷快堆在各種事故工況下的熱工水力行為，如冷卻劑泄漏、泵失效等，幫助評估反應堆的安全性能。</p><p>反應性反饋計算：CFD與中子動力學模塊耦合，可以實現鈉冷快堆的多維度耦合計算。通過CFD計算得到的熱工水力參數，作為中子動力學模塊的邊界條件，計算反應性引入時堆芯的核物理反應性。這種方法能夠更準確地分析反應堆在不同工況下的反應性變化，提高安全分析的可靠性。</p><p><strong>3.設計優化</strong></p><p>結構優化：CFD可以用于鈉冷快堆內部結構的優化設計，如燃料組件、控制棒組件等。通過模擬不同設計方案下的流動和傳熱特性，選擇最優的結構布局，提高反應堆的性能和安全性。</p><p>冷卻劑管理：CFD還可以用于研究鈉冷快堆冷卻劑的循環和分配問題，優化冷卻劑的流動路徑和流量分配，確保堆芯各部分的冷卻效果均衡。</p><p>綜上所述，CFD在鈉冷快堆的研究和開發中具有廣泛的應用前景，能夠為反應堆的設計、分析和安全評估提供有力的技術支持。隨著計算機技術和CFD方法的不斷發展，CFD將在鈉冷快堆的技術進步中發揮越來越重要的作用.</p><h2 class="ql-align-center">5、鈉冷快堆中CFD分析的特點</h2><p>鈉冷快堆CFD分析具有以下特點：</p><p><strong>1.
展開 BWR全尺度棒束基準試驗簡介
試驗結果還可用于對空泡份額分布的不確定性進行分析，并研究其在熱工水力計算模型中的傳遞。
在Phase2的試驗中，開展了單相和兩相的穩態壓降試驗，可用于修正熱工水力程序中計算棒束壓降的模型。穩態的臨界功率試驗涵蓋了不同的流量、入口過冷度、壓力、組件類型等，可分析空泡份額的分布、液滴夾帶、格架行為等對臨界功率的影響，改進臨界功率預測模型。瞬態工況包括了汽機脫扣和跳泵工況。
來源：多相流在線
流動與傳熱CFD分析小組
本小組成員均為清華大學流體流動與傳熱相關專業優秀博士及碩士研究生（已畢業及在讀），理論基礎扎實，且有相關實際工程經驗，熟練應用Fluent（CFD分析軟件）、Flowmaster（一維流體系統仿真軟件）、HTFS（換熱器設計軟件）等熱工軟件，旨在為企業提供熱工問題的分析與計算技術服務，諸如流動分析、傳熱計算、CFD模擬、換熱器熱工設計等，目前已完成課題：超臨界壓力流體在微細結構內的流動與換熱分析、超臨界壓力流體在多孔介質內的流動與傳熱分析、U型管換熱器CFD模擬、反應堆堆芯熱工水力問題的三維CFD模擬，結果均得到客戶認可與好評。有需要可通過以下方式與我們聯系：
E-mail: zhangyu_03@tsinghua.org.cn; maojie666@gmail.com
Tel: 13810987379 張
QQ：26057270
展開 [開源軟件]Code_Saturne，一個功能強大的開源CFD計算軟件
應用領域
Code_Saturne與Fluent類似，可廣泛地處理熱工水力領域的問題，還可應用于新能源評估，環境影響評價等領域，具體例如：
- 層流，湍流，大渦模擬
- 煤，重油，天然氣的燃燒
- 傳熱耦合計算
- 輻射換熱
- 大氣污染模擬
- 風能評估
- 電弧和焦耳效應
- 轉子/定子的相互作用
而且，Code_Saturne還可拓展到多相流的模擬計算領域。
特點
源代碼公開（相較于商業軟件Fluent, CFX, StarCCM），方便用戶進行自主開發
- 可應用于多種計算機系統（Linux, Unix, Windows, Mac OS X, HPC等）
- 清晰實用的用戶界面
- 可進行大規模并行計算（數十萬線程的并行計算）
- 可與多款軟件耦合計算（例如 流體-固體-傳熱）
- 可以處理各種通用格式的網格文件
- 可處理大規模結構及非結構化網格
軟件功能和計算結果被廣泛應用于工業領域，得到工業界的廣泛認可。(相較于OpenFOAM)
另外，基于Code_Saturne的一些衍生產品也在工業界得到了廣泛的應用（例如Neptune_CFD處理氣液兩相流體等）。
本文轉自流體中文網，有刪改，感謝原作者。
原帖地址：http://www.cfluid.com/forum.php?mod=viewthread&tid=150802&fromuid=128839
展開 分享一個功能強大的CFD軟件Code_Saturne
應用領域
Code_Saturne與Fluent類似，可廣泛地處理熱工水力領域的問題，還可應用于新能源評估，環境影響評價等領域，具體例如：
- 層流，湍流，大渦模擬
- 煤，重油，天然氣的燃燒
- 傳熱耦合計算
- 輻射換熱
- 大氣污染模擬
- 風能評估
- 電弧和焦耳效應
- 轉子/定子的相互作用
而且，Code_Saturne還可拓展到多相流的模擬計算領域。
特點
源代碼公開（相較于商業軟件Fluent, CFX, StarCCM），方便用戶進行自主開發
- 可應用于多種計算機系統（Linux, Unix, Windows, Mac OS X, HPC等）
- 清晰實用的用戶界面
- 可進行大規模并行計算（數十萬線程的并行計算）
- 可與多款軟件耦合計算（例如 流體-固體-傳熱）
- 可以處理各種通用格式的網格文件
- 可處理大規模結構及非結構化網格
軟件功能和計算結果被廣泛應用于工業領域，得到工業界的廣泛認可。(相較于OpenFOAM)
另外，基于Code_Saturne的一些衍生產品也在工業界得到了廣泛的應用（例如Neptune_CFD處理氣液兩相流體等）。
展開 兩場核工業盛會召開！VirtualFlow亮相助力核電CFD技術革新
金秋十月，北京迎來了兩場核電領域的年度盛會——“中國核學會核反應堆熱工流體力學分會第四屆學術年會”與“中核核能軟件與數字化反應堆工程技術研究中心學術年會暨數字核能2024技術論壇”。來自全國80余家科研院所、高校和企業的800余名專家學者齊聚一堂，共同探討我國反應堆熱工流體力學領域的新概念、新理論、新技術和新進展。
中國核學會核反應堆熱工流體力學分會第四屆學術年會
在這場學術盛宴中，CFD仿真技術成為各方關注的焦點。積鼎科技作為CFD仿真領域的引領者也受邀亮相此次盛會，其仿真工程師還在現場帶來了關于“冷凝回流過程仿真”的精彩報告。
報告通過生動的案例，從冷凝回流過程介紹、VirtualFlow壁面冷凝模型、仿真應用過程分析等方面進行了詳細介紹，充分展示了VirtualFlow在模擬復雜流體流動、傳熱現象方面的卓越能力，以及其在核電站設計、安全分析等方面所發揮的關鍵作用。
VirtualFlow在核電領域的創新實踐：
CFD仿真技術作為一種高效、準確的預測工具，能夠對核電站的流體流動、傳熱、反應堆物理、安全分析、系統模擬等各個方面的復雜現象進行精確重現。
VirtualFlow能夠全面覆蓋核電領域的各種仿真需求，包括流動傳熱傳質、多相流相變、可壓縮流體等復雜問題。在超臨界二氧化碳核能動力系統、氣冷堆、壓水堆、鉛鉍/鈉冷快堆、熔鹽堆等不同的堆型場景中，VirtualFlow都能進行精準的熱工水力計算，為核電站的安全運行提供有力保障。
流動傳熱傳質：流動傳熱傳質是核電站、核島、常規島、電氣系統及設備中最常見的物理現象。
展開 積鼎科技攜手中國科學院過程工程所聯合舉辦2024國產自主化CFD與DEM軟件發展論壇
積鼎科技自主研發通用型流體仿真軟件VirtualFlow2024.0
會議期間，清華大學基礎醫學院研究員張宇、中國科學院過程工程研究所研究員、介科學研究部主任王利民、副研究員李成祥、助理研究員張華海、中國核動力研究設計院中核核反應堆熱工水力技術重點實驗室張曉穎、中國特種設備檢測研究院趙靜、藍箭航天西安公司總經理、仿真技術部總監徐學軍以及積鼎科技產品總監徐力敏等專家，圍繞國產CFD和DEM軟件的研究成果作了精彩的主題報告。
展望未來，智能化技術的加持將為仿真領域帶來廣闊的發展前景與深遠的應用影響。雖然國產CFD與DEM軟件的發展之路漫長且充滿挑戰，但與會專家堅信，在大家的共同努力下，我們一定能夠實現技術上的突破和創新，為國產CFD與DEM軟件的發展注入新的動力。本次論壇的成功舉辦，不僅為國產自主化CFD與DEM軟件的發展提供了寶貴的交流平臺，也為推動我國工業軟件的自主研發和創新發展注入了新的活力。
2024 東湖·介科學論壇
為了應用介科學理念分析聯合國可持續發展目標(SDGs)這一多層次復雜性問題，促進介科學在氣候變化、人類健康等領域的應用，提升人類實現可持續發展目標的研究水平，國際介科學組織于 2024年10月 23日在北京市舉辦“2024 東湖·介科學論壇”。同期開展可持續發展青年分論壇，探討介科學基礎研究進展及基于介科學多尺度結構分析的軟件發展，以促進介科學在自然科學研究領域的廣泛應用。
展開 
CFD仿真與測試協同創新,構建“仿真 + 實測”閉環
核能安全領域</strong></p><p>通過VirtualFlow分析反應堆冷卻劑相變行為，結合Bubble-Pro監測氣泡動力學，能夠確保熱工水力設計的可靠性。在核電站的設計和運行過程中，準確掌握冷卻劑的相變和氣泡動力學情況對于保障核電站的安全至關重要。積鼎科技的解決方案為核能安全提供了有力保障。</p><p><strong>3. 航空航天領域</strong></p><p>在燃油箱晃動仿真中，VirtualFlow的振蕩體積力模型與ECT成像技術協同工作，能夠優化防晃結構設計，滿足極端工況需求。在飛行器的飛行過程中，燃油箱的晃動會對飛行器的穩定性產生影響。積鼎科技的技術能夠有效解決這一問題，提升飛行器的性能和安全性。</p>
展開 【免費資源】通用計算流體力學開源軟件code_saturne自學資料匯總
1. code_saturne入門培訓--軟件關鍵功能
包括：
code_saturne工作流程&環境
code_saturne用戶定義結果輸出
code_saturne周期性邊界
code_saturne耦合能力
code_saturne并行能力
戳我看視頻
2. code_aster入門培訓--專業定制模塊
包括：
code_saturne專業定制模塊選擇
code_saturne工業應用案例
戳我看視頻
3. code_saturne案例--核反應堆下降段二維流場仿真
包括：
課程介紹
幾何及網格生成
案例設置及后處理
戳我看視頻
4. code_saturne案例--三通管冷熱流體分析
使用
格物平臺
對三通管冷熱流體進行分析
戳我看視頻
遠算科技聯合上海交通大學將于2021年10月舉辦code_saturne熱工水力及核電領域應用專題培訓課程
展開 高性能計算(HPC)在CAE仿真中的重要價值（文末有福利）
例如高超音速飛行器外形空氣動力學設計和分析、飛行器氣動熱、結構耦合分析、不同載荷條件下推進劑行為模擬、火箭電磁兼容性分析等都需要大規模的計算和仿真。
同時，高性能計算在數值風洞、氣動氣彈、結構強度、載荷疲勞等方面有大量的應用，進行民用飛機、軍用飛機和通用飛機的組件、部件、全機的計算、分析、研究和模擬等。
在核電工程方面，在核反應堆堆芯熱工水力分析，核反應堆保護和控制分析，核反應堆主冷系統流固耦合分析，核級設備應力分析與抗震力學分析等方面需要大規模的計算。
在汽車制造方面，車輛設計中的整車碰撞仿真、虛擬制造、整車空氣動力學設計、虛擬試車場等需要高性能計算作為支撐條件。
我國作為一個制造大國，面對工業4.0的來臨，工業產品研發和創新能力是重中之重，高性能計算機及工業軟件、工程化的體系應聯合起來，發揮強大的作用。
國內HPC的應用發展
近十年來，中國超級計算機的發展不斷取得令人矚目的成績。在2018年榜單中，“神威太湖之光”與“天河二號”分別位列高性能計算機TOP500排名中的第三、四名。高性能計算機的高速發展，極大促進了HPC與工程計算的緊密結合。
展開 【積鼎VirtualFlow】超大渦模擬：燃料管束內的流動傳熱
圖2 通道中氣液界面上的溫度分布（橫截面）
圖3 通道中氣液界面上的溫度分布（側視圖）
由于中心燃料棒位于相界面變化劇烈的區域，具有較高的放熱功率，相界面在流場的影響下變形劇烈，導致了管道的隨機換熱。
圖3很好地闡明了管束間兩相流的振動，特別是中間的管道的排熱率高。
通用流體仿真軟件VirtualFlow基于獨有的IST網格生成技術，結合分塊網格優化（BMR）和自適應網格技術（AMR），只需讀入固體對象的CAD文件即可自動生成直角坐標網格，每個子區域網格進行自動優化，既可快速生成計算網格，又可保證高階精度。
VirtualFlow軟件特有的超大渦模擬（V-LES）在效率與精確性的平衡上優于U-RANS與LES，更加適用于工業問題中的高Re數流動。
VirtualFlow主要應用領域包括：核工業、石油&天然氣、化工&過程工藝、水利與環境工程、航空航天、微流體等。核工業領域，VirtualFlow軟件可用于核安全分析和熱工水力模擬，目前應用于眾多大型研究課題。
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