二维下腔室稳态流场降阶模型开发

作     者：商贺 彭敏俊 夏庚磊 张世琦 朱世杰 

作者机构：哈尔滨工程大学核科学与技术学院 核安全与先进核能技术重点实验室 

出 版 物：《原子能科学技术》 (Atomic Energy Science and Technology)

年 卷 期：2025年

核心收录：

学科分类：08[工学] 082701[工学-核能科学与工程] 0827[工学-核科学与技术] 

基　　金：国家自然科学基金面上项目(12475171) 

主　　题：POD 稀疏网格 降阶模型 下腔室 

摘      要：计算流体力学（CFD）程序基于三维Navier-Stokes(N-S)方程组，可实现三维尺度的模拟。但CFD模拟通常需要较长的计算时间，难以实现快速计算，限制了其应用场景。本文采用本征正交分解（POD）方法和稀疏网格理论，构建了二维压力容器下腔室稳态流场的非侵入式降阶模型。降阶模型的输入为下腔室两个入口的冷却剂质量流量，输出为下腔室速度场分布。基于稀疏网格理论，通过运行全阶CFD下腔室模型生成快照矩阵，并拟合POD系数与降阶模型输入参数之间的映射关系。在测试集上对构建的降阶模型进行测试，结果表明：所构建的降阶模型可以快速得到不同入口流量下的流场分布数据，且精度满足仿真要求。由于降阶模型仅涉及矩阵代数运算，其计算速度远高于全阶CFD模型，拓宽了CFD的应用范围，有望应用于多尺度耦合、数字孪生等对计算速度要求较高的场景。