[发明专利]基于CFD的浮动核电站温排水热扩散数值模拟方法

权利要求书

1.一种基于CFD的浮动核电站温排水热扩散数值模拟方法，其特征在于，包括：

S1、物理模型建立：建立温排水三维物理模型；

S2、计算域拓展：分别向船体四周扩展一定计算范围作为数值模拟计算区域；

S3、模型网格划分：对浮动核电站温排水计算域进行三维网格划分；

S4、数学模型建立：在fluent中选择相应流动数学模型；在fluent计算软件中选择相应流动数学模型为采用不可压缩标准k-ε湍流模型，控制方程采用有限体积法进行离散：

系数表达式：μ_e＝μ+μ_t；

式中：x_i表示三维坐标方向，u_i为流体流速，k为湍流动能，ε为湍流动能耗散率，T为海水温度，c_p为定压比热，μ_e为湍流有限粘性系数；μ为分子粘性系数；μ_t为湍流粘性系数；ρ为流体密度；、和分别为k、ε和T所对应的普朗特数；Q_R为系统内部单位时间单位质量流体上的总热量；为单位时间内排放到系统内部的单位质量流体上的热量源汇；为单位时间内单位质量流体向大气的散热量；表示间断函数，当在水面＝1.0，当在水面以下，＝0.0；k_s为水面综合散热系数；T_S为水体表面温度，T_∞为环境水温；C_1ε、C_2ε和C_μ为常数；

S5、边界条件设置：对循环冷却水取排水口、计算域边界以及船壁面选择对应的边界条件；

S6、计算条件初始化与计算：选择计算收敛格式，确定计算初始值，计算得出浮动核电站温排水热扩散温度分布、速度分布，并统计循环冷却水取水口法线方向海水温度分布曲线；

S7、结果分析与处理：结合相应国家法规标准对计算进行整合分析，若不满足标准要求，则需要更改取排水口相对位置或者取排水热通量并进行重新计算，直到计算结果符合法规要求。

2.根据权利要求1所述基于CFD的浮动核电站温排水热扩散数值模拟方法，其特征在于：使用热物性计算软件PREPROP获得取排水口温度区间的物性参数并输入Fluent计算软件。

3.根据权利要求2所述基于CFD的浮动核电站温排水热扩散数值模拟方法，其特征在于所述步骤S5的边界条件设置包括：

固体避面：船底面和侧面均视为无滑移绝热固体边界条件；

取、排水口：取、排水口均选择速度进口边界条件；

洋流进出口：计算域洋流入口选择速度进口边界，出口选择压力出口边界；

计算域远端：计算域远端流动达到稳定，介质物性参数不发生变化，即采用对称边界，f表示介质某一种物性参数，n表示法线方向；

水面：考虑风速以及外加热量后水体超温时对散热系数的影响，将气象数据带入Gunnerberg经验公式计算得出平均水面综合散热系数k_s。