[发明专利]一种十字螺旋燃料组件冷却剂通道的结构化网格划分方法

权利要求书

1.一种十字螺旋燃料组件冷却剂通道的结构化网格划分方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1：建立十字螺旋燃料在不同扭转角度平面上异形截面的结构化拓扑等效划分方法，根据燃料棒的周期性扭转特点，建立合适的连续拓扑结构；

步骤2：建立十字螺旋燃料棒束冷却剂通道典型单棒单元的三维几何模型，包括单根燃料棒周围的流体区域，其轴向长度为90°扭转角；

步骤3：将单根燃料棒流体区域几何模型进行预处理；

步骤4：对经过几何处理后的单根燃料棒流体区域进行结构化六面体网格划分；

步骤5：将生成好的单根燃料棒流体区域三维结构化网格进行阵列复制与拼接，完成整个燃料组件冷却剂通道的结构网格划分。

2.根据权利要求1所述的一种十字螺旋燃料组件冷却剂通道的结构化网格划分方法，其特征在于，步骤1中，建立十字螺旋燃料在不同高度处异形截面的结构化拓扑等效划分方法，将十字曲线和外围正方形曲线围成的异形平面等效为一个具有圆环拓扑的结构，且等效的圆环拓扑结构不随燃料棒扭转。

3.根据权利要求1所述的一种十字螺旋燃料组件冷却剂通道的结构化网格划分方法，其特征在于，步骤2中，所建立的十字螺旋燃料组件冷却剂通道三维几何模型为包含十字燃料棒扭转几何特征，棒束间存在间隙的完整三维几何模型，单根燃料棒流体区域内十字燃料棒扭转90度。

4.根据权利要求1所述的一种十字螺旋燃料组件冷却剂通道的结构化网格划分方法，其特征在于，步骤3中，将单根燃料棒流体区域几何模型进行预处理，具体分为以下步骤：

步骤3-1：将单根燃料棒流体区域几何模型沿正负45度对角线切分，创建轴向方向几何特征引导线；

步骤3-2：将单根燃料棒流体区域几何模型再沿轴向方向等距切分，创建内部几何特征约束截面。

5.根据权利要求4所述的一种十字螺旋燃料组件冷却剂通道的结构化网格划分方法，其特征在于，步骤3-2中，对单根燃料棒流体区域沿轴向方向切分时，等分段数与十字燃料棒扭距有关，每段扭转角度不应超过18度。

6.根据权利要求1所述的一种十字螺旋燃料组件冷却剂通道的结构化网格划分方法，其特征在于，步骤4中，对经过几何处理后的单根燃料棒流体区域进行结构化六面体网格划分，具体分为以下步骤：

步骤4-1：将单根燃料棒流体区域几何模型导入网格划分软件中修复切分产生的重复轴向引导线和内部约束截面；

步骤4-2：将进出口面和由切分创建的内部约束截面依次创建单独的组件，根据内部约束截面的位置，沿轴向建立连续的分段三维拓扑结构；

步骤4-3：根据十字燃料棒不同位置的几何特征，分别建立进出口面、内部约束截面上点和边与异形平面结构化拓扑的对应关系，并根据计算精度的需求，确定每条边上网格节点数目与节点分布；

步骤4-4：根据十字燃料棒的扭转特征，分段建立轴向引导线与连续三维拓扑结构的轴向对应关系，并根据计算精度的需求，确定轴向上每段的网格节点数目与节点分布；

步骤4-5：采用步骤4-3和步骤4-4中确定的网格节点数目与节点分布特征，生成连续的单根燃料棒流体区域三维结构化网格。

7.根据权利要求6所述的一种十字螺旋燃料组件冷却剂通道的结构化网格划分方法，其特征在于，步骤4-2中，对单根燃料棒流体区域建立的三维拓扑结构采用O型中心剖分，并删去中心拓扑块。

8.根据权利要求6所述的一种十字螺旋燃料组件冷却剂通道的结构化网格划分方法，其特征在于，步骤4-3中，单根燃料棒流体区域三维结构化网格划分时，每段网格划分区域由同一初始区域切分创建，保证生成网格的连续性。

9.根据权利要求1所述的一种十字螺旋燃料组件冷却剂通道的结构化网格划分方法，其特征在于，步骤5中，单根燃料棒流体区域生成的结构化网格，前后进出口面、对称位置壁面网格节点位置和数量应保持一致。