加拿大国家核实验室(CNL)在新型小型模块化反应堆(SMR)的先进热工水力学建模方面取得显著进展。该实验室热工水力学团队运用耦合计算机模拟技术，深入探究微型反应堆与电网级SMR的流体流动及传热特性，旨在提升其安全性与性能表现。此项研究对开发三维多物理场建模能力及先进计算代码至关重要，这些代码能够综合考量事故场景中的热工水力学与中子学反馈。
近期，该团队成功验证了缩比棱柱形气冷反应堆概念集成测试装置的实验数据，证明了在模拟反应堆安全场景方面的高精度。加拿大核研究中心热工水力学分析师克里希纳·波迪拉博士指出，小型模块化反应堆的尺寸与模块化设计虽受欢迎，却带来了技术挑战，尤其是确保计算工具和方法在事故场景下的可靠应用。他强调，团队正致力于紧凑、高度集成系统的研究，需通过计算密集型仿真模拟多物理过程。
作为加拿大原子能有限公司联邦核科学与技术工作计划的一部分，该团队将三维计算流体动力学代码与一维系统热工水力学代码相结合，执行耦合热工水力学分析。利用高性能计算设施，团队克服了解决方案稳定性与精度等挑战，这对耦合模拟在优化反应堆设计中的应用至关重要。波迪拉表示，此项工作为开发反应堆安全规范奠定基础，助力加拿大在全球下一代反应堆热工水力学建模领域占据领先地位。
此次突破不仅提升了加拿大国家核实验室在国际上的知名度，还促使加拿大成为第四代核论坛超高温计算方法和验证基准的正式成员。下一步，热工水力学团队将测试耦合建模代码套件，解决国际热工水力学基准测试中的反应堆安全问题。
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