目前对反应堆进行精细化热工水力分析主要采用子通道模型,但是子通道模型中最大的不确定性就是通道之间的相互作用。子通道中冷却剂相互作用主要有横向流动、流动散射和流动后掠、湍流交混,这些交混效应是子通道分析的主要关注点,也是子通道分析中最关切的问题。另一方面,鉴于计算机技术及计算流体力学的不断深入发展,CFD技术在堆芯热工水力计算方面得到快速发展。近年来对于子通道流场及温度场的数值模拟越来越多,然而计算能力的限制使得计算工作只能在有限体积的较为典型的区域进行,因此本文采用CFD技术分析带定位格架燃料棒束间冷却剂的交混效应和冷却剂通过棒束后的流动特性,从而为堆芯子通道分析提供理论基础。本文利用CFD技术,以两个相邻子通道作为研究对象,采用周期性边界条件,分析燃料组件中定位格架等几何结构对棒束子通道相互作用的影响特性及规律。通过分析燃料棒束中几何结构对通道中冷却剂的扰流作用,并与实验进行对比,验证计算的可行性,然后对计算结果进行定量分析,开展扰流作用横向交混流量的公式拟合研究,从而为堆芯热工水力子通道模型分析建立理论基础。通过考虑子通道间交混效应,并耦合质量、轴向动量和能量守恒方程开发堆芯热工水力子通道仿真程序,然后以秦山二期核电机组堆芯作为研究对象,研究了通道划分方法对堆芯热工水力计算的影响,同时又以秦山一期主冷却剂系统为研究对象,建立了基于堆芯子通道模型的系统仿真程序,并进行该系统稳态和瞬态仿真分析工作。程序各参数计算结果符合仿真要求,能够应用于堆芯热工水力精细化仿真计算。然而,由于堆芯结构复杂,在以子通道为计算单元时,以至于采用单机单核的串行计算方式无法实现高精度快速建模仿真,因此,并行计算成为目前最为可行的计算方式之一。所以本文探讨如何利用消息传递模式进行并行编程程序的开发,首先基于MPI和高速互联网络建立机群系统,然后进行反应堆堆芯热工水力并行计算平台方案研究。该平台主要是通过支撑反应堆堆芯热工水力的并行计算,从而实现反应堆堆芯的高精度仿真模型的快速求解。通过调用单机多核或多机多核进行热工水力程序计算可知,并行计算能够有效提高热工水力程序的计算速度。