《移动粒子半隐式方法及在核动力系统热工安全中的应用》
田文喜 陈荣华 秋穗正 苏光辉 著
西安交通大学出版社
核能是安全、经济、高效的清洁能源,是人类应对气候变化的重要能源选择。在“碳达峰、碳中和”时代背景下,核能作为近零排放的清洁能源,具有十分广阔的发展空间。先进核能技术的研发,将推动核能技术的高效、安全、创新发展,进而使核能与能源结构整体配套相适应,进一步发挥核能在改善能源结构方面的作用,不仅支撑国民经济和社会发展,也为生态环境建设做出重要贡献。
核反应堆热工安全研究是先进核动力系统设计与研发过程中的重要内容,然而动力系统热工安全现象机理非常复杂,传统方法难以准确预测。田文喜教授团队应用移动粒子半隐式(MPS)方法,对核反应堆两相流和严重事故条件下可能呈现的多相态、大变形和非平衡的复杂物理化学过程进行了准确预测,并对MPS方法在核动力系统热工安全中应用的关键问题进行了深入分析,从模型开发角度提出了有效解决办法,将在该领域十余年自主创新研究方面取得的重要突破及成果进行了系统的汇集与整理,撰成《移动粒子半隐式方法及在核动力系统热工安全中的应用》。
本书入选了2020年度国家出版基金项目“先进核科学技术出版工程”,且以本书作为重要支撑材料之一的项目“核反应堆两相流与严重事故复杂过程的粒子法研究及应用”,获得了2022年度陕西省高等学校科学技术研究优秀成果奖特等奖。
内容简介
该书是作者团队在MPS方法领域取得的研究成果的基础上,经过系统分析整理撰写而成的,介绍了MPS方法近些年的发展及其在核动力系统热工安全中应用的最新研究成果,内容包括MPS方法发展历史和研究现状,基本方法、理论,以及针对不同问题基于MPS方法开发程序的关键模型和模拟研究。针对核动力系统热工安全中涉及的传热相变、气液两相流、共晶反应和流固耦合问题,从实际科研人员的视角进行了分析,采用MPS方法开展了有效的研究工作,从模型开发角度提出了有效的解决办法。
图书价值
通过阅读本书,研究人员能够了解粒子法特别是MPS方法的基本原理,掌握MPS基本程序的使用,并能够针对相关的问题着手开发计算程序;还能了解和掌握严重事故下熔融物行为、两相气泡动力学、材料共晶反应等相关现象和机理(这些现象和机理在本书中都利用MPS方法得到了很好的模拟和分析);同时,可以使更多的青年科研工作者关注和使用粒子法这一先进的数值计算工具,去揭示更多的物理机理和规律,解决更复杂的工程技术问题。
该书为从事核科学研究的科研人员提供了优质的学习和参考资料,对促进我国先进核能技术的创新发展有重要意义。
作者简介
田文喜,西安交通大学教授、博士生导师,核科学与技术学院院长,陕西省先进核能技术重点实验室主任、国防科技创新团队带头人;入选国家青年人才计划,国家优青;任国际期刊JANDT主编、FNUEN-FRD主编,中国核学会理事、核反应堆热工流体分会副理事长等。主要从事先进核反应堆热工水力设计与安全、严重事故及CFD模拟研究。主持国家重点研发计划项目、基金重点项目、国防基础科研重点项目、国防973课题、装备预研教育部联合基金重点项目等30余项课题;出版图书2部、英文专刊1部;授权发明专利20项、软著10项;获国家技术发明二等奖1项、国家教学成果二等奖1项、教育部技术发明一等奖2项、陕西省科学技术一等奖1项,国内外会议邀请报告30余次。
陈荣华,西安交通大学教授,入选中国科协青年人才托举工程,西安交通大学青年拔尖人才A类计划,国家级青年人才。任《Fission and Reactor Design》杂志专业副主编,中国核学会核环保分会理事。主要研究方向为核反应堆热工水力及安全分析。近5年主持了包括军委装备发展部核能专项专题、国防“973”项目子课题、国家重点研发计划项目子课题、国家科技重大专项子课题、国家自然科学基金、中科院战略性先导科技专项及横向课题等二十余项科研项目。在核科学与技术领域权威期刊发表SCI论文76篇,其中第一/通讯作者SCI论文30篇,被引用370余次,获授权发明专利19项,出版教材1部,专著1部;获教育部博士研究生学术新人奖1项,教育部技术发明一等奖2项。
苏光辉,西安交通大学教授、博导,杰青、长江学者。国家重点领域领军人才,国务院学位委员会学科评议组成员,教育部核工程类教指委副主任,核工业教育协会副理事长。科技部创新团队、教育部创新团队和外专局“111”引智基地负责人。国际期刊《Progress in Nuclear Energy》主编、《International Journal of Advanced Nuclear Reactor Design and Technology》创刊主编、《ASME Journal of Nuclear Engineering and Radiation Science》副主编(2014-2021)。
学术兴趣:核动力系统热工水力、安全特性分析,严重事故现象学,气液两相流动与沸腾换热等。
以第一完成人获国家技术发明奖二等奖1项、何梁何利奖获得者、教育部技术发明一等奖2项、陕西省科学技术一等奖1项、中国专利优秀奖1项;以第一/通讯发表论文100余篇,他引2000余次;入选Elsevier2020、2021年中国高被引学者。第一发明人获授权发明专利31项、软件著作权15项;出版学术专著5部。
秋穗正,西安交通大学二级教授,博士生导师,能源与动力工程学院副院长,享受国务院政府特殊津贴专家,任国家核安全局核安全与环境专家委员会委员、中央军委装备发展部军用核动力技术预研专业组成员、国防科技工业核动力技术创新中心专家委员会委员、中国核学会核能动力学会反应堆热工流体专业委员会理事等职。主要从事气液两相流动与沸腾换热、核动力系统安全分析,以及窄缝通道的流动与传热特性等方面的研究。负责国家重大专项、国家重点研发计划、国家自然科学基金重点项目等课题50余项;获国家技术发明奖二等奖1项,省部级科技奖励7项;出版教材、专著4部;发表SCI论文200余篇;获授权发明专利40余项。荣获“庆祝中华人民共和国成立70周年”纪念章。
来源:西安交通大学出版社
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