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本文采用SAS湍流模型研究捕获加速器驱动次临界堆系统(Accelerator DrivenSystem，ADS)无窗散裂靶中铅铋合金三维非对称流动结构，并模拟计算了异常工况下无窗散裂靶中的铅铋合金两相流型，最后基于稳态流型模拟热输运过程，得到了不同质子束能量工况的瞬态温度场。 在实验过程发现无窗散裂靶内铅铋合金的两相流型是三维非对称的，并且流动在回流区及缓冲区存在大量涡结构，存在漩涡之间强烈的相互作用。SAS模型用于无窗散裂靶中铅铋合金的三维流动模拟计算，可以计算出二维轴对称网格无法计算的三维非对称效应，能得到更符合实验的结果，具有更高的可信度。 通过改变出口压强和入口速度，研究散裂靶中铅铋合金流型的变化。铅铋合金自由面高度随下部出口压强增大而升高，随压强减小而降低，主流区速度随压强增大而减小;在异常底部出口压强下铅铋合金溅射增强，回流区高度增加，使更多的铅铋合金蒸汽进入真空管，影响系统正常运行。 由于存在多相、汽化及与散裂反应的耦合散裂靶热工水力研究非常复杂，本文首先获得了铅铋合金的稳态流型，基于此流型采用核物理软件计算了250 MeV和600 MeV质子束能量下的热沉。然后将热沉作为热源导入CFD计算了传热过程，得到了瞬时温度场。温度场随入射质子束能量改变，并且能量越高，最高温度越大。在600 MeV能量50 mA流强质子束作用下，最高温度已达到1670 K，而铅铋合金沸点为1943 K，需要优化散裂靶结构以满足继续加大质子束能量或流强的要求。此外，环形质子束流避开了回流区从而有效降低了回流区的温度。 上述流型及热输运过程研究的数值模拟结果为ADS无窗散裂靶的设计和优化提供了可靠的依据，特别是对未来中国ADS的研究和应用具有重要的学术和应用参考价值。