[发明专利]一种钠冷快堆熔融物碎片化评价方法及系统

权利要求书

1.一种钠冷快堆熔融物碎片化评价方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1、读取每个粒子的初始位置，速度，温度，压力，相，以及粒子块编号信息，对读取的信息进行预处理；

S2、建立Link-list分区，确定步骤S1预处理后粒子在链表网格中的分布，以相应的截断半径搜索邻域粒子并存储，对自由表面进行判定，并采用优化粒子移动方案优化粒子分布；

S3、根据步骤S2的粒子优化分布，结合传热和相变模型，利用高阶精度离散模型对温度离散算子进行离散，根据导热方程重新计算计算域中每个粒子的温度、焓值和液相体积份额，根据粒子的温度及液相体积份额，结合状态方程更新粒子物性参数；

S4、对步骤S3更新物性参数的粒子进行密度和粘度的光滑处理；

S5、根据步骤S4光滑处理后流体粒子的密度和粘度，结合速度和粘度计算不同流体粒子的粘性力，根据粒子间的自由能模型进行粒子表面张力计算，以粘性力，表面张力和重力对粒子速度和位置进行显式修正，获得粒子每一时间步的中间速度和位置；

S6、根据LSMPS方法求解压力泊松方程，对粒子压力进行隐式求解，然后使用压力对粒子速度和位置进行更新，结合步骤S5得到的中间速度和位置，得到第n+1步的粒子速度和位置，根据PMS修正搜索粒子块，获取粒子块重心信息，根据计算得到的粒子块的速度及角速度，更新粒子块中粒子的速度和位置，依次完成每个时间步计算，获得熔融物碎片化计算域内信息，实现对钠冷快堆堆芯熔融物进入液态金属冷却剂中的破碎特性评价。

2.根据权利要求1所述的钠冷快堆熔融物碎片化评价方法，其特征在于，步骤S2中，在时间步内对粒子的分布区域进行网格划分，然后对所有粒子进行一次遍历，记录每个粒子所在的网格位置，以及每个网格所包含的粒子编号；在每一步计算的网格基础上，进行一次圆形区域内粒子搜索，记录每个粒子周围的粒子编号；在第二次圆形区域的搜索时，仅对粒子i所在网格以及周围网格进行搜索；将检测粒子的周围定义为虚拟屏幕，将虚拟屏幕划分为N_v个象限，确定邻近粒子的阴影段，计算所有相邻粒子，并得到阴影段的数量，将阴影段数量大于1/6的粒子作为自由表面粒子。

3.根据权利要求1所述的钠冷快堆熔融物碎片化评价方法，其特征在于，步骤S2中，采用优化粒子移动技术，具体的计算如下：

其中，为修正位移，λ_shift为常数参量，Δl为粒子间初始距离，D为扩散浓度，为修正后的单位向量。

4.根据权利要求1所述的钠冷快堆熔融物碎片化评价方法，其特征在于，步骤S3具体为：

S301、使用LSMPS方法进行离散，每一步均对粒子内能进行计算，计算第k+1时间步内的粒子温度和第k+1时间步内的粒子焓值；

S302、步骤S301计算得到每一时间步的粒子焓值后，分别计算不同物质粒子的液相份额α和温度T；

S303、根据每一时间步得到的焓值h和温度T，结合状态方程模型更新粒子物性参数，状态方程模型为：

其中，e_Sol＜e_Sm＜e_Liq，T_Sm为不可压缩颗粒的温度，e_Sol为固相线能量，e_Sm为内能，h_f为焓值。

5.根据权利要求4所述的钠冷快堆熔融物碎片化评价方法，其特征在于，步骤S301中，第k+1时间步内的粒子温度T_i^k+1和第k+1时间步内的粒子焓值为：

其中，T_i^k是第k时间步内的粒子温度，Δt为时间步，ρ为密度，C_P是定压比热，n₀为数密度，k_ij为导热系数，为温度，w_ij为核函数，r_ij是粒子间距离，l₀是粒子直径，C₃+C₄是LSMPS中修正矩阵，P为相对位置矢量，是第k时间步内的粒子焓值。