光滑粒子流体动力学方法（Smoothed ParticleHydrodynamics,SPH）是一种基于拉格朗日思想的无网格粒子法，因其在自由表面、运动交界面、变形边界等复杂流体动力问题的数值模拟中优于传统的网格法，目前广泛应用于船舶水动力学、水利工程、航天、石油化工及机械工程中。本文将 SPH方法的应用扩展到反应堆事故研究领域，以快堆堆芯熔化事故为背景，基于 Fortran语言编写程序，对熔融物与冷却剂相互作用过程（Fuel-Coolant Interaction, FCI）进行数值模拟。　　本文首先论述了 SPH方法的基本理论，并基于核近似和粒子近似思想推导出 SPH形式下的流体控制方程。研究了相邻粒子搜索、固体壁面边界条件、表面张力、凝固相变等相关的数值技术，并提出了用于搜索碎片的粒子团搜索法和考虑压力Dirichlet自由表面条件后泊松方程形式，概括性地介绍了整个算法的实现流程。　　其次，针对FCI过程中涉及的自由表面流动、热传导、流固混合流动问题分别进行模型验证。建立二维溃坝模型，将模拟结果与MPS方法和Fluent软件的计算结果、溃坝的实验结果进行了对比；针对平板导热问题进行数值模拟，分析了数值解相对解析解的计算误差；在SPH方法中引入了用于模拟流固混合流动的PMS（Passively Moving Solid）模型，成功实现了物块漂流过程的模拟。　　最后，综合考虑能量传递、凝固相变、流固混合流动和表面张力的作用，采用SPH方法对熔融金属单一熔滴、连续滴和熔融物射流三种形式的FCI过程进行数值模拟，探究熔融物的破碎机理。通过模拟不同初始温度和速度的单一熔滴FCI过程，发现熔滴的破碎会受到水力破碎作用和热力凝固作用两种机理的影响；在连续滴模拟中，熔滴的下落间隔和高度影响着熔融物的细粒化程度；在射流模型中可以观察到空腔两侧冷却剂相撞形成微射流，微射流的冲击作用是导致熔融物在短时间内剧烈破碎的主要原因，该结果与前人基于实验研究提出的微射流破碎机理相验证。由于原 SPH离散格式存在密度比的限制问题，本文采用了一种修正格式，模拟了UO2金属球在冷却剂中沉降的过程，解决了大密度比交界面上压力不稳定问题。