【正文】 的研究。COBRA－Ⅳ的橫向動量方程增加了一項(xiàng)橫向動量通量，使模型進(jìn)一步完善。[11] COBRA序列簡介　　COBRA子通道程序由美國太平洋西北實(shí)驗(yàn)室開發(fā)，已發(fā)展了多代。VIPRE01在堆芯分析中的限制是堆芯入口流體狀態(tài)需要其它系統(tǒng)分析程序給出。[7]清華大學(xué)工程物理系傅鋼等人開發(fā)的CASTA1，是水堆全堆芯和子通道兩流體瞬態(tài)分析程序。這些程序的水力模型基本相似，物理模型中最大的不確定性是子通道間的相互作用。5. 計(jì)算的快速收斂問題。其次，在第一步分析中，各個(gè)組件在堆芯入口處壓力不相同，使壓降的起算基準(zhǔn)不同以及計(jì)算物性參數(shù)時(shí)較復(fù)雜。主要方面列舉如下：（1） 忽略了子通道內(nèi)的速度和溫度的精細(xì)分布（即采用集總參數(shù)法）。大多數(shù)子通道程序所用的交混模型都是根據(jù)均勻理論。上述公式由于忽略了軸向流速的影響，是不恰當(dāng)?shù)?。第三?xiàng)表示相鄰子通道湍流交混引起的焓遷移。[1] 質(zhì)量、能量和軸向動量守恒方程將質(zhì)量守恒原理應(yīng)用于i子通道的控制體內(nèi)（圖3），可得質(zhì)量守恒方程： （1）式中，Ai，i，mi分別為i子通道的流通面積、流體密度和軸向質(zhì)量流量。一種子通道是由聯(lián)結(jié)棒的中心線，垂直管壁的直線及管內(nèi)壁所組成。在第二步劃分子通道時(shí)，也可利用燃料組件的對稱性，只需計(jì)算熱組件橫截面的1/1/4或1/8。由于徑向壓力梯度引起了凈的橫向流動，而質(zhì)量交換必然伴隨著動量和熱量的交換。因此計(jì)算工作量大，計(jì)算費(fèi)用高，必須借助高性能計(jì)算機(jī)進(jìn)行計(jì)算。當(dāng)然，變換后的方程組比原先的更復(fù)雜。[3]多孔體模型控制體的尺度要比子通道的尺度大得多。圖1：子通道控制體 多孔體方法William T. Sha等人提出的多孔體方法，借助體積孔隙率、分布阻力和熱源（或熱阱）等概念來描述非均勻介質(zhì)（準(zhǔn)連續(xù)介質(zhì)）中的流體運(yùn)動，把堆芯的棒束結(jié)構(gòu)看成是一個(gè)具有一定孔隙的流場?，F(xiàn)在，隨著對堆芯在各種工況下熱工水力性能的深入了解和電子計(jì)算機(jī)的普遍使用，使堆芯熱工水力的精確計(jì)算成為可能。由于設(shè)計(jì)中重復(fù)地使用這些因子，從而使設(shè)計(jì)過于保守。子通道分析方法解得的流體溫度和速度等參量都是取控制體的平均值，忽略了通道內(nèi)部的精細(xì)分布。多孔體模型可以使復(fù)雜的流動傳熱過程得以簡化, 同時(shí)又保留了微分方程形式描述其流動和換熱的特點(diǎn), 這是對棒束間復(fù)雜流動傳熱進(jìn)行模擬計(jì)算的有效方法之一。因此，利用這種方法有可能解出控制體或計(jì)算單元中的精細(xì)分布?？梢姡米油ǖ滥Ｐ陀?jì)算既提高了熱工設(shè)計(jì)的精確度，也提高了反應(yīng)堆的經(jīng)濟(jì)性，但采用子通道模型不能像單通道模型那樣只取少數(shù)熱通道和熱點(diǎn)進(jìn)行計(jì)算，而是要對大量通道進(jìn)行分析。因?yàn)檫@是單向流動，而不是交換和交混，所以也稱它為橫流混合。第一步先把堆芯按燃料組件劃分子通道，求出最熱組件，第二步把最熱組件按各燃料元件棒劃分子通道，求出最熱通道和燃料元件棒的最熱點(diǎn)。[1] 子通道的劃分和一般分析方法目前子通道劃分有兩種方法。假設(shè)在每一個(gè)子通道內(nèi)壓力、流量和焓沒有徑向分布，流體的特性在子通道中心定義。第二項(xiàng)是由于子通道間的流體的熱傳導(dǎo)引起的焓變化率。在早期的子通道程序中，由于缺乏足夠的試驗(yàn)數(shù)據(jù)，通常采用較為簡化的橫向動量平衡模型：式中，Km為橫向阻力系數(shù)；Sij為子通道i和j之間的連接寬度；gc為重力換算系數(shù)。在反應(yīng)堆條件下，有關(guān)亮相流體的交混現(xiàn)象至今尚未完全弄清楚。 子通道分析方法的基本缺點(diǎn)和限制子通道分析方法能夠有效地進(jìn)行反應(yīng)堆熱工水力分析，但是也存在一些缺點(diǎn)和限制。在第二步進(jìn)行熱組件內(nèi)各子通道分析時(shí)，因組件橫截面尺寸相對較小，可以認(rèn)為組件入口處是等壓面，但等壓面的位置需要確定。當(dāng)某個(gè)計(jì)算步長內(nèi)部發(fā)生欠熱沸騰等轉(zhuǎn)變點(diǎn)時(shí)，可以調(diào)整步長長度，使轉(zhuǎn)變點(diǎn)移到步長末端點(diǎn)上，但卻可能在相鄰流道統(tǒng)一步長內(nèi)發(fā)生欠熱沸騰轉(zhuǎn)變點(diǎn)。這些程序的差別主要是處理橫流混合的方法和聯(lián)合求解方程組的方法不同。[6]中國原子能科學(xué)研究院郝老迷開發(fā)的THASPC2，用于計(jì)算穩(wěn)態(tài)和瞬態(tài)工況下快堆燃料組件的流量、壓力和溫度分布。美國核安全管理委員會（NRC）已經(jīng)審查了VIPRE01，并發(fā)布了一份安全評估報(bào)告，表明其分析結(jié)果在許可證申請中是可以接受的。堆芯功率通過徑向功率因子和軸向功率分布，以平均功率的方式指定。瞬態(tài)分析能力也擴(kuò)大到可以分析部分阻塞。在重力起主要作用時(shí)，用它可以得到較滿意的結(jié)果。它保留了COBRA 系列程序的特點(diǎn), 針對核電站瞬態(tài)及事故工況下各部件冷卻劑的熱工水力特性, 采取了兩相三流場數(shù)學(xué)物理模型。兩流體模型的準(zhǔn)確性取決于兩相流的物理模型。 168。經(jīng)過三流場模型的如下假設(shè), 可以得出三流場兩相流模型的守恒方程組的更為簡化的形式(見文獻(xiàn)[13]) 。這種簡化不僅使方程的數(shù)量減少,而且使計(jì)算時(shí)間大為減少,從而極大地降低了計(jì)算費(fèi)用。這樣, 每一相的動量方程由三個(gè)減少為兩個(gè), 計(jì)算費(fèi)用得到了降低。流型的判別一般采用流型圖。在頂部再淹沒過程中, 當(dāng)0. 8 ≤αv 時(shí)即為降落膜流動, 否則就會發(fā)生頂部涌進(jìn)現(xiàn)象, 即液塊直徑相當(dāng)于流動通道的直徑。COBRATF 則在前兩者的基礎(chǔ)上發(fā)展了一種稱之為強(qiáng)穩(wěn)定兩步法的數(shù)值方法, 大幅度地提高了計(jì)算速度。由分析比較可以得出以下結(jié)論: ①在試驗(yàn)區(qū)段的下段, 熱棒溫度與試驗(yàn)結(jié)果相當(dāng)吻合, 而在高端則有很大出入, 這一點(diǎn)可以用在高端細(xì)分子通道的方法加以修正。 , 第2卷 第5期[6] 陳立新. 子通道程序PRTHA在西安脈沖堆上的應(yīng)用，核動力工程，第24卷 第6期(增刊)[7] 郝老迷，快堆燃料組件的子通道分析，原子能科學(xué)技術(shù)，第27卷 第5期[8] 傅鋼， CASTA_1_水堆全堆芯和子通道三維兩流體瞬態(tài)分析程序，清華大學(xué)學(xué)報(bào)，1986，第26卷 第1期[9] 張東輝， 利用子通道程序?qū)於讯研径铝鞯挠?jì)算[10] 王松濤，釷基先進(jìn)坎杜堆子通道分析，2007, 第28卷 第4期[11] VIPRE01 Description[12] 楊志林. COBRATF 程序的特點(diǎn), 核動力工程 . 第19卷 第3期[13] COBRA/ TRAC2A Thermal2Hydraulics Code for Transient Analysis of Nuclear Reactor Vessels and Primary Coolant　Systems. NUREG/ CR23406 , PNL24385 , Vol . 1～5 ,1983.