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申请/专利权人：西安交通大学

摘要：一种FCM燃料元件中TRISO燃料颗粒随机分布的建模方法，该方法包括如下步骤：1.设定TRISO燃料颗粒个数，燃料元件尺寸，无燃料区宽度，TRISO燃料颗粒的各层半径；2.随机生成TRISO燃料颗粒的球心坐标，并判断该坐标是否在FCM燃料元件界限之内，如不在则重新生成坐标；3.从第ii1个TRISO燃料颗粒开始，判断和之前构建的每个燃料颗粒是否有几何重叠，如重合则重新生成坐标；4.建立TRISO燃料颗粒的多层几何并储存第i个燃料颗粒的坐标；5.判断TRISO燃料颗粒的个数是否满足，如不满足返回步骤2继续生成坐标；6.创建FCM燃料元件几何，运用布尔运算区分燃料元件和TRISO燃料颗粒，建模结束。

主权项：1.一种FCM燃料元件中TRISO燃料颗粒随机分布的建模方法，通过一种优化随机的策略实现对FCM燃料元件的全三维建模，该建模方法适用于核反应堆中所有涉及到的TRISO燃料颗粒弥散于基体构成的FCM燃料元件；该建模方法能够实现不同无燃料区宽度下，FCM燃料元件中TRISO燃料颗粒随机分布建模，具体步骤如下：步骤1：设定基体内TRISO燃料颗粒的个数，颗粒个数不超过1000；设定FCM燃料元件的尺寸，设定无燃料区宽度，设定TRISO燃料颗粒的各层半径；在对TRISO燃料颗粒建模时，将TRISO燃料颗粒原有的五层结构简化为三层，分别为内致密热解碳层IPyC、碳化硅层CVD-SiC和外致密热解碳层OPyC，以减小建模方法实施过程中的网格生成代价；步骤2：通过调用随机分布方法，生成TRISO燃料颗粒的球心坐标，并判断该球心坐标是否在FCM燃料元件的界限之内，如不在则重新生成球心坐标；该随机分布方法的主体为JAVA语言中的Math.Random函数，该函数能够返回带正号的双精度值，该值大于等于0.0且小于1.0，即取值范围是[0.0,1.0的左闭右开区间，随机分布函数的公式为:xi＝2.0*Math.random-1.0*PR1yi＝2.0*Math.random-1.0*PR2zi＝Math.random*PH3式中：xi——xi表示第i个TRISO燃料颗粒直角坐标系下的x方向坐标；yi——yi表示第i个TRISO燃料颗粒直角坐标系下的y方向坐标；zi——zi表示第i个TRISO燃料颗粒直角坐标系下的z方向坐标；Math.random——随机函数，其范围为[0.0,1.0；PR——FCM燃料元件的半径；PH——FCM燃料元件的高度；判断TRISO燃料颗粒的坐标是否在FCM燃料元件界限之内的公式为： zi-ri＜d5zi+ri＞PH-d6式中：ri——ri表示第i个TRISO燃料颗粒最外层的半径；d——无燃料区宽度；步骤3：从第i个TRISO燃料颗粒开始，判断和之前所有燃料颗粒是否有几何重叠，i1，如重叠则重新生成坐标；判断是否有几何重叠方法为：建立循环算法，分别计算第i个TRISO燃料颗粒和之前构建的每个TRISO燃料颗粒的球心距，若球心距大于两TRISO燃料颗粒最外层的半径之和，则判定为无几何重叠，执行步骤4，否则返回重新生成球心坐标，判定公式为： 式中：xn——xn表示第n个TRISO燃料颗粒直角坐标系下的x方向坐标；yn——yn表示第n个TRISO燃料颗粒直角坐标系下的y方向坐标；zn——zn表示第n个TRISO燃料颗粒直角坐标系下的z方向坐标；rn——rn表示第n个TRISO燃料颗粒的最外层半径；步骤4：建立TRISO燃料颗粒的多层几何并储存第i个燃料颗粒的坐标；步骤5：判断TRISO燃料颗粒的个数是否满足步骤1中设定的燃料颗粒的个数，如不满足返回步骤2继续生成球心坐标，如满足，则进行步骤6；步骤6：创建FCM燃料元件的几何，运用布尔运算中的差集，区分FCM燃料元件和TRISO燃料颗粒，建模结束。

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