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中國(guó)核學(xué)會(huì)

青年人才托舉工程項(xiàng)目

青年人才成長(zhǎng)故事

陳榮華

男，35歲，本科和博士學(xué)位分別于2008年和2013年在西安交通大學(xué)取得。2015年2月至今在西安交通大學(xué)任教，現(xiàn)任西安交通大學(xué)能源與動(dòng)力工程學(xué)院教授。主要研究方向?yàn)楹朔磻?yīng)堆熱工水力及安全分析。在核科學(xué)與技術(shù)領(lǐng)域權(quán)威期刊發(fā)表SCI 論文65篇，其中第一/通訊作者SCI論文30 篇。授權(quán)發(fā)明專(zhuān)利19項(xiàng)，出版教材1部（第7）。獲教育部技術(shù)發(fā)明一等獎(jiǎng)2項(xiàng)（第5和第7），并于2018年入選中國(guó)科協(xié)青年人才托舉工程，2020年入選西安交通大學(xué)青年拔尖人才A類(lèi)計(jì)劃。

 投身于先進(jìn)核反應(yīng)堆熱工安全現(xiàn)象研究

先進(jìn)核能動(dòng)力是國(guó)家戰(zhàn)略核威懾和清潔低碳能源供應(yīng)的重要支柱，對(duì)我國(guó)實(shí)現(xiàn)雙碳目標(biāo)具有重要意義，也是國(guó)外封鎖和禁運(yùn)的核心關(guān)鍵技術(shù)。核安全是國(guó)家安全的重要組成部分，核反應(yīng)堆熱工安全研究堆芯熱量安全導(dǎo)出，是保障核安全的重要課題。但核反應(yīng)堆熱工安全關(guān)鍵現(xiàn)象如兩相流體動(dòng)力學(xué)和嚴(yán)重事故呈現(xiàn)出多相態(tài)、大變形和非平衡特征，過(guò)程復(fù)雜難以準(zhǔn)確預(yù)測(cè)。陳榮華教授從博士期間開(kāi)始，就投身于先進(jìn)核反應(yīng)堆熱工安全現(xiàn)象研究，致力于解決將高密度核裂變能安全高效地導(dǎo)出堆芯的關(guān)鍵科學(xué)問(wèn)題。

移動(dòng)粒子半隱式方法起源于上世紀(jì)90年代，作為一種新型無(wú)網(wǎng)格粒子算法，其在捕捉自由表面和界面運(yùn)動(dòng)、捕捉相態(tài)變化、固體變形等方面具有獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)。陳榮華教授針對(duì)傳統(tǒng)粒子法計(jì)算精度與穩(wěn)定性提升改進(jìn)難題，基于拉格朗日無(wú)網(wǎng)格思想建立了移動(dòng)粒子半隱式法求解架構(gòu)，提出了混合格式高精度核函數(shù)和具有一階精度的拉普拉斯離散模型，提升了MPS方法模擬精度；構(gòu)建了高精度壓力泊松方程離散形式與壓力梯度修正模型，顯著提高了算法穩(wěn)定性；開(kāi)發(fā)了OpenMP-MPI跨節(jié)點(diǎn)混合加速方法和基于OPENACC的GPU并行技術(shù)，提升了粒子的計(jì)算速度。針對(duì)核反應(yīng)堆流動(dòng)沸騰中的汽液兩相流界面精確捕捉難題，建立了大密度比復(fù)雜自由界面捕捉及汽液相變的粒子法模型，形成了復(fù)雜兩相汽泡動(dòng)力學(xué)模擬分析技術(shù)，開(kāi)發(fā)了兩相汽泡動(dòng)力學(xué)粒子法模擬軟件，實(shí)現(xiàn)了汽泡成核生長(zhǎng)、滑移脫離、融合破碎等全周期動(dòng)力學(xué)行為的準(zhǔn)確模擬。針對(duì)嚴(yán)重事故后堆芯熔化復(fù)雜動(dòng)態(tài)演變過(guò)程精細(xì)模擬難題，建立了堆芯降級(jí)行為粒子法模型，形成了堆芯熔化多組分、跨相態(tài)、非平衡動(dòng)態(tài)演化過(guò)程的模擬分析技術(shù)，開(kāi)發(fā)了嚴(yán)重事故模擬軟件，實(shí)現(xiàn)了堆芯材料氧化共晶、消熔凝固及遷移再定位等復(fù)雜行為的模擬預(yù)測(cè)；結(jié)合實(shí)驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)了包殼與燃料芯塊間共晶反應(yīng)是燃料棒早期熔化失效的主要機(jī)理。

基于上述研究，陳榮華教授的團(tuán)隊(duì)開(kāi)發(fā)了核反應(yīng)堆兩相流和嚴(yán)重事故復(fù)雜過(guò)程的粒子法模擬分析平臺(tái)PANDA，授權(quán)發(fā)明專(zhuān)利10項(xiàng)，軟著10項(xiàng)。研究成果被應(yīng)用于中國(guó)核動(dòng)力院、中國(guó)核電工程公司等，應(yīng)用于我國(guó)自主化三代核電華龍一號(hào)、某小型核動(dòng)力等重大核電工程和國(guó)防軍工型號(hào)的設(shè)計(jì)和安全分析，獲得RELAP和MAAP等國(guó)外程序難以模擬的堆內(nèi)兩相流和堆芯降級(jí)行為精細(xì)特征，為我國(guó)先進(jìn)核能動(dòng)力熱工設(shè)計(jì)和嚴(yán)重事故安全策略提供了重要支持，推動(dòng)了粒子法在國(guó)內(nèi)核反應(yīng)堆工程領(lǐng)域的開(kāi)發(fā)應(yīng)用，形成了重要學(xué)術(shù)價(jià)值和社會(huì)效益。在核科學(xué)與技術(shù)領(lǐng)域權(quán)威期刊發(fā)表SCI 論文77篇，其中第一/通訊作者SCI論文30 篇，引用400余次。

在被托舉期間，陳榮華成功晉升為教授，榮獲教育部技術(shù)發(fā)明獎(jiǎng)一等獎(jiǎng)，陜西高等學(xué)校科學(xué)技術(shù)研究?jī)?yōu)秀成果獎(jiǎng)特等獎(jiǎng)等科研獎(jiǎng)勵(lì)，還擔(dān)任了中國(guó)核學(xué)會(huì)核環(huán)保分會(huì)理事，《Fission and Reactor Design》雜志專(zhuān)業(yè)副主編，《應(yīng)用科技》雜志青年編委，第三屆中德會(huì)議組委會(huì)副主席。

陳榮華教授在科研生涯上已經(jīng)邁出了堅(jiān)實(shí)的一步，感謝中國(guó)科協(xié)青年人才托舉工程項(xiàng)目的資助，為廣大青年學(xué)者提供了一個(gè)快速成長(zhǎng)的平臺(tái)，而陳榮華教授也將秉承這種精神，繼續(xù)在科研工作上大步邁進(jìn)，也在人才培養(yǎng)上奉獻(xiàn)自己的力量，為祖國(guó)培養(yǎng)更多的科研人才而不懈奮斗。