[发明专利]基于有限元软件和团簇动力学的包壳缺陷演化分析方法

权利要求书

1.一种基于有限元软件和团簇动力学的包壳缺陷演化分析方法，其特征在于，包括以下步骤：

(1)启动有限元软件，建立核燃料元件包壳材料中缺陷及其团簇的速率方程，得到对应的参数化的脚本文件；

(2)通过MATLAB软件在脚本文件中对速率方程进行扩充，得到速率方程组；

(3)设置缺陷及其团簇对应速率方程的相关物性参数；

(4)设置初始条件；

(5)设置求解器参数，在MATLAB中运行脚本文件；

(6)对计算结果进行后处理，获得包壳中缺陷随辐照剂量变化和团簇中缺陷的数量和团簇尺寸的变化情况。

2.根据权利要求1所述的基于有限元软件和团簇动力学的包壳缺陷演化分析方法，其特征在于：在所述的步骤(1)中，核燃料元件包壳材料中的缺陷类型包括空位以及间隙原子或析出相原子，团簇动力学的速率方程通过有限元软件COMSOL Multiphysics中的PDE模块构建。

3.根据权利要求1所述的基于有限元软件和团簇动力学的包壳缺陷演化分析方法，其特征在于：在所述的步骤(2)中，通过MATLAB软件和参数化建模方法实现团簇动力学速率方程的扩充，得到速率方程组，速率方程组在数学上的形式为偏微分方程组，速率方程组的建立过程中使用到了分组近似的方法，该方法的主要功能是对相邻较大尺寸团簇所对应的预设数量的速率方程进行分组，每组只用2个特征偏微分方程描述，从而起到减少偏微分方程组个数和降低计算资源消耗的作用。

4.根据权利要求1所述的基于有限元软件和团簇动力学的包壳缺陷演化分析方法，其特征在于：在所述的步骤(3)中，所设置的缺陷及其团簇的速率方程的相关物性参数包括缺陷及其团簇的扩散系数、迁移能、形成能、产生率、半径、缺陷团簇之间的结合能、温度、位错密度和缺陷阱吸收效率，通过MATLAB软件进行设置。

5.根据权利要求1所述的基于有限元软件和团簇动力学的包壳缺陷演化分析方法，其特征在于：在所述的步骤(4)中，所设置的初始条件包括缺陷的初始浓度分布情况，通过MATLAB软件进行设置。

6.根据权利要求1所述的基于有限元软件和团簇动力学的包壳缺陷演化分析方法，其特征在于：在所述的步骤(5)中，在有限元软件COMSOL Multiphysics中选择瞬态求解器进行计算，所设置的求解器参数基于有限元软件COMSOL Multiphysics中自带的求解器和参数设置方式，通过MATLAB软件进行设置。

7.根据权利要求1所述的基于有限元软件和团簇动力学的包壳缺陷演化分析方法，其特征在于：在所述的步骤(6)中，在有限元软件COMSOL Multiphysics的APP开发器中通过参数化设计的方法对运行结果进行批量处理和导出。