在正常运行的带定位格架棒束通道中经常会遇到流动不稳定问题,这会导致反应堆棒束通道间流体流动及换热的不稳定。本文针对流速不稳定这一特点,采用CFD数值模拟,对带定位格架棒束通道内流体流动和传热现象进行机理性分析,研究通道入口流动不稳定的程度对棒束间流动和传热的影响。本文对国内外带定位格架棒束通道内流动和传热的相关文献以及常规截面通道中的非稳态流动进行了总结和分析,掌握当前棒束通道研究最新进展,再根据之前的研究提出自己新的研究方向。选择单跨定位格架棒束通道作为研究对象,对模型进行假设及简化,之后利用CFD方法进行结构和非结构的网格划分及网格数量敏感性分析。对计算流体力学基本控制方程及基于此发展出的湍流模型进行讨论,包括模型的适用范围,适用对象等。之后根据本文研究的棒束通道特点选择几种较为合适的湍流模型进行模拟,并与实验数据进行对比,选择最为合适的模型。针对定位格架中的层流和湍流分别进行流动和换热的对比,流动方面分别分析了流动的压降、沿程阻力系数、局部阻力系数以及针对定位格架的涡流搅混因子、交叉流搅混因子以及湍流强度因子,除此之外还分析了棒束上游、定位格架中间以及下游的流速和压降分布云图,发现在定位格架下游均会发生明显的涡流现象,湍流情况下二次流现象更明显,非稳态流动的涡流现象消失的更早。数值模拟的结果表明:在稳态情况下,定位格架对流体的流动特性有重要影响,经过搅混叶片后流体流动方向改变,在棒束间的通道上会形成漩涡,增加流动阻力;在匀加速情况下,随着加速度绝对值的增加,流动特性曲线的斜率也随着增加;在脉动流动情况下,一个周期内的阻力压降特性曲线呈扁椭圆形,随着脉动周期的加长,同一个雷诺数下对应的压降之间的差距减小,在脉动周期相同的情况下,随着相对脉动值的增加,Re数和Δp之间由正比关系变为指数关系。换热方面比较了稳态流动和非稳态流动情况下流体、棒束表面温度分布情况以及Nu数沿周向的分布情况。发现定位格架处及其下游区域的换热系数较高,主要是由定位格架的局部部件以及搅混翼所引起的横向流动以及温度均匀效应造成的,上述两种因素的存在都使格架下游区域的换热强度有所增加。