ORNL Models Fluid-Structure Interaction in a Reactor

F. Curtis, J.D. Freels
Oak Ridge National Lab, TN, USA

由于人们日益意识到核材料扩散所产生的风险，全球减少核威胁倡议（Global Threat Reduction）呼吁使用高浓缩铀（HEU）的研究型反应堆改用低浓缩铀（LEU）燃料。橡树岭国家实验室（ORNL）的高通量同位素反应堆（HFIR），是使用 HEU 燃料的反应堆。

橡树岭国家实验室的工程师使用多物理仿真进行研究并致力于设计新型 HFIR，反应堆燃料成功转型要保持反应堆的性能，最大程度降低对运行效率的负面影响，并帮助确保反应堆安全性。该过程需要在反应堆的燃料板的流固耦合(FSI)中使用高度准确的多物理场分析，同时需要了解 LEU 燃料的新密度对反应堆性能产生怎样的影响。橡树岭国家实验室的研究人员在 COMSOL Multiphysics 软件中开发了一个燃料板挠曲的模型，通过使用类似于 HFIR 的核心配置进行代表性测试，从而验证这个模型的准确性。该模型将用于测试新的设计方案，并可以最终促使反应堆转型为 LEU 燃料。