[发明专利]基于表面式凝汽器数值模拟汽水两侧耦合的方法

权利要求书

1.一种基于表面式凝汽器数值模拟汽水两侧耦合的方法，其特征在于：包括如下步骤：

步骤1，管侧三维模型建立及网格划分：采用多孔介质法，在建模软件中建立表面式凝汽器的管侧三维模型；接着，采用网格划分软件对建立的管侧三维模型进行网格划分，并在多孔介质区域截取一个与水流方向相垂直的截面，记为平面plane1；将平面plane1中包含的所有n个管侧网格单元的中心点坐标(XP，YP)及水速数据SP进行导出；其中，第k个管侧网格单元导出的中心点坐标为(XP[k]，YP[k])，导出的水速数据为SP[k]；0≤k≤n-1，k也称为管侧网格单元的数组序号；

步骤2，壳侧二维模型建立及网格划分：在建模软件中建立表面式凝汽器的壳侧二维模型；接着，采用与步骤1中相同的网格划分软件对建立的壳侧二维模型进行网格划分，在网格划分软件中，将壳侧二维模型中的多孔介质区域，记为平面plane2，则平面plane2与平面plane1的大小相同，并将平面plane2中所包含的所有m个壳侧网格单元的中心点坐标进行导出，其中，第j个壳侧网格单元导出的中心点坐标为(x，y)；m＜n，1≤j≤m；

步骤3，确定壳侧网格单元的水速，具体包括如下步骤：

步骤31，建立管侧网格的相对坐标系：将平面plane1中最右下角的一个管侧网格单元中心点，作为管侧网格的相对坐标原点O1；该管侧网格的相对坐标原点O1在步骤1中导出的坐标假设为(Xsc，Ysc)，则第k个管侧网格单元中心点的相对坐标为(XP[k]-Xsc，YP[k]-Ysc)；依次类推，将步骤1导出的除相对坐标原点O1外的n-1个管侧网格单元中心点的坐标均更改为相对坐标，并形成包含n个管侧网格单元坐标的管侧网格相对坐标数组；

步骤32，建立壳侧网格的相对坐标系：将平面plane2中最右下角的一个壳侧网格单元中心点，作为壳侧网格的相对坐标原点O2；该壳侧网格的相对坐标原点O2在步骤2中导出的坐标假设为(Xqc，Yqc)，则第j个管侧网格单元中心点的相对坐标为(x-Xqc，y-Yqc)；依次类推，将步骤2导出的除相对坐标原点O2外的m-1个壳侧网格单元中心点的坐标均更改为相对坐标，并形成包含m个壳侧网格单元坐标的壳侧网格相对坐标数组；

步骤33，设定距离初始阈值dd1；

步骤34，第j个壳侧网格与管侧网格的坐标关联：针对步骤32中第j个壳侧网格单元中心点的相对坐标为(x-Xqc，y-Yqc)，遍历步骤31中管侧网格相对坐标数组中的n个管侧网格单元，对每个管侧网格单元均计算与第j个壳侧网格单元中心点的距离差值dd，计算公式为：

当第k个管侧网格单元所计算的距离差值dd≤dd1时，则认为第k个管侧网格单元中心点的坐标与第j个壳侧网格的坐标相关联，停止距离差值dd的计算；当n个管侧网格单元遍历完成，且所计算的距离差值dd均超过dd1时，从计算的n个距离差值dd中挑选出最小的三个距离差值dd，将这三个最小的距离差值dd所对应的管侧网格单元中心点，作为第j个壳侧网格的关联网格；

步骤35，确定壳侧网格单元的水速：步骤34中，当第k个管侧网格单元所计算的距离差值dd≤dd1时，将第k个管侧网格单元所对应的水速数据SP[k]，作为第j个壳侧网格单元的水速；当n个距离差值dd均超过dd1时，对三个最小距离差值dd所对应的管侧网格单元的三个水速值，采用拉格朗日插值计算方法，得到第j个壳侧网格单元的水速；

步骤36，剩余壳侧网格与管侧网格的坐标关联：遍历步骤32中剩余的m-1个壳侧网格单元中心点，对每个壳侧网格单元中心点均计算其与步骤31中管侧网格相对坐标数组中每个管侧网格单元的距离差值dd；采用步骤34的方法，确定每个壳侧网格单元中心点相关联的管侧网格单元中心点的坐标；采用步骤35的方法，确定每个壳侧网格单元的水速。

2.根据权利要求1所述的基于表面式凝汽器数值模拟汽水两侧耦合的方法，其特征在于：步骤34中，三个最小的距离差值dd所对应的管侧网格单元，所对应的数组序号分别即为ddn1、ddn2和ddn3；所对应的管侧网格单元的水速数据分别为SP[n1]、SP[n2]、SP[n3]；则步骤35中，采用拉格朗日插值计算方法，得到第j个壳侧网格单元水速C_UDMI(cell,thread,0)的计算公式如下：