沸腾炉炉顶热-力耦合分析的多级子模型法OA

针对超大型沸腾炉炉顶膨胀缝区域热-力耦合分析中计算精度与计算可行性难以兼顾的问题,提出一种多级子模型法.该方法通过在全局模型与目标子模型之间引入过渡子模型,实现边界位移误差的逐级衰减与重构,从而为局部精细分析提供高精度边界条件.首先通过含单条膨胀缝的三维算例验证方法有效性,分析切割边界位置、网格密度及模型层级等参数对计算精度的影响;随后建立超大型沸腾炉炉顶多级有限元模型,开展顺序热-力耦合分析.结果表明:多级子模型法在较低全局离散精度条件下仍可获得稳定可靠结果,计算精度与效率均优于传统单级子模型法;膨胀缝根部存在明显三向约束效应,对应约束压力为9.7~12.8 MPa;环向与径向膨胀缝最大闭合量分别为3.43 mm和4.24 mm,预设8 mm缝宽能够有效缓冲热膨胀位移.进一步的收敛性分析表明,该方法在切割边界、网格密度及位移边界条件传递等方面均具有良好的数值稳定性,可实现膨胀缝区域应力分布的高精度预测.该方法为含裂缝工程结构的跨尺度分析与失效风险评估提供了一种高效可靠的数值分析路径.