[发明专利]燃料组件及应用燃料组件的结构化网格划分系统、方法

权利要求书

1.一种燃料组件，其特征在于，包括：燃料棒束；

所述燃料棒束的横截面呈十字型，所述燃料棒束绕轴向呈扭转结构，所述燃料棒束内流体流动呈各向异性；所述燃料棒束设置有多个。

2.根据权利要求1所述的燃料组件，其特征在于，所述燃料棒束包括弧形肋片(1)、肘部(2)和延长段(3)，所述弧形肋片(1)呈对称设置形成燃料棒的凸起，所述弧形肋片(1)两端通过所述延长段(3)与所述肘部(2)平滑连接。

3.根据权利要求1所述的燃料组件，其特征在于，所述燃料棒束还包括棒中心(4)和棒间距(6)，所述燃料棒束之间的棒中心(4)之间的距离为棒间距(6)。

4.根据权利要求1所述的燃料组件，其特征在于，还包括棒间隙(5)，所述燃料棒束之间存在棒间隙(5)。

5.一种应用燃料组件的结构化网格划分系统，其特征在于，包含权利要求1-4中任一项所述的燃料组件，包括棒束区域(7)、第一流道区域(8)和第二流道区域(9)；

所述燃料棒束内形成棒束区域(7)；

所述燃料棒束与所述第一流道区域(8)沿燃料棒束轴线旋转组合形成圆柱形；

所述第二流道区域(9)内有多个镂空圆柱区域。

6.根据权利要求5所述的应用燃料组件的结构化网格划分系统，其特征在于，所述第一流道区域(8)为棒束区域(7)外部与棒束区域(7)的外切圆之间的部分。

7.根据权利要求5所述的应用燃料组件的结构化网格划分系统，其特征在于，所述第二流道区域(9)为棒束区域(7)的外切圆以外的部分。

8.一种应用燃料组件的结构化网格划分方法，其特征在于，使用权利要求1-4中任一项所述的燃料组件进行结构化网格划分，包括如下步骤：

步骤S1：根据燃料组件的横截面建立二维几何模型；

步骤S2：将二维横截面划分为棒束区域(7)、第一流道区域(8)和第二流道区域(9)；

步骤S3：分别针对棒束区域(7)、第一流道区域(8)和第二流道区域(9)建立二维拓扑结构，根据数值计算的精度要求对近壁面区域第一层网格到壁面的距离和网格长宽比进行调整；

步骤S4：根据二维拓扑结构生成二维结构化网络；

步骤S5：将棒束区域(7)和第一流道区域(8)的二维结构化网格沿着燃料棒束轴线进行旋转拉伸，将第二流道区域(9)的二维结构化网格沿着燃料棒束组件轴线进行垂直拉伸；

步骤S6：将棒束区域(7)、第一流道区域(8)和第二流道区域(9)拉伸之后共生成3组体网格，获得完整的燃料组件体网格。

9.根据权利要求8所述的应用燃料组件的结构化网格划分方法，其特征在于，所述步骤S3中针对棒束区域(7)、第一流道区域(8)和第二流道区域(9)分别建立二维拓扑结构，采用O型剖分方式进行网格划分，在网格节点的设置过程中，保持棒束区域(7)和第一流道区域(8)的边界节点一一对应。

10.根据权利要求8所述的应用燃料组件的结构化网格划分方法，其特征在于，螺旋节距L是螺旋十字型燃料棒横截面每扭转360°所对应的长度，螺旋节距L通过步骤S5中的网格旋转拉伸的参数设置决定，燃料棒束的节距L的计算公式如下：

其中，n为每一层网格的旋转角度，Δh为每一层网格的高度。