磁约束热核聚变反应堆能量转化部件中关键工程热物理问题研究

磁约束热核聚变反应堆的关键能量转换与传递部件包层及第一壁的研制涉及多物理场下许多重要的工程热物理基础科学问题。本项目拟采用数值模拟、理论分析和实验研究相结合的方法，对液态锂铅包层及第一壁涉及的关键基础热科学问题开展深入系统的研究，以期揭示强磁场作用下，金属流体流动与传热的一般规律；非均匀大热源分布下自然对流及传热规律；流道几何结构、固壁导电性能及涂层裂纹对传热传质的影响规律；极大热流密度下，材料熔化、凝结相变过程的多相流传热与传质规律。同时，发展强磁场作用下金属流体热物理过程的计算模型与方法；极大热流密度引起的材料局部熔化与凝固相变过程的流动传热传质的计算模型与方法；高效的并行计算方法和软件平台，以及金属流体在磁场作用下的实验测量手段。本项目研究将丰富和发展多物理场作用下的多相流与传热传质学科，对我国正在开展的磁约束受控热核聚变堆关键部件包层及第一壁的设计具有重要的理论意义与实际应用价值。

摘要：项目围绕未来先进核能--磁约束聚变反应堆研发的关键能量转换部件包层的关键热物理科学问题，以理论分析、数值模拟、实验研究为基础，发展精确高效的物理模型、数值方法及计算与实验平台，开展包层内部多物理场下三维流动与传热机理的深入研究。项目发表50余篇学术论文(SCI收录论文22篇，国际会议邀请报告4篇)。在实施过程中注重高层次年轻人才培养，有一人获得国家杰出青年基金项目资助，获得科学院“优秀百人”称号，并为ITER专项项目首席科学家。