高温气冷堆氦气透平循环系统具有固有安全性和较高的循环效率,是具有潜力的第四代反应堆系统,其动态特性研究对系统的安全分析及控制具有重要意义。针对已有的高温气冷堆系统分析程序中可压缩流动瞬态算法研究的不足,对比分析了 SIMPLE系列算法、半隐式算法、几近隐式算法以及SETS这四种算法在一维瞬态可压缩流动中的求解特性。研究发现,已有的算法难以同时实现对快瞬变和慢瞬变过程的快速准确求解。针对这些不足,提出一种半隐式混合直接求解算法,即HSI算法。通过与激波管基准解以及FLUENT模拟的对比验证发现,HSI算法在快瞬变和慢瞬变过程中均有较好的稳定性、准确度和求解速度,在压力瞬变、流量瞬变和温度瞬变工况下都能得到合理的解。基于HSI算法,针对高温气冷堆直接循环系统可压缩流动中强耦合的换热器求解问题,提出两种求解方法,即解耦法和半耦合法。两者均能实现对强耦合换热器问题的准确求解,温度偏差在1K以内。解耦法的求解速度是半耦合法的5/3倍,因而更适用于系统求解。为了实现系统中压力场的全场求解,提出了一种数值映射方法并进行了合理性验证。该方法可以合理处理相邻部件连接处的流场信息交换问题,实现系统流场参数的整场求解。在此基础上,进一步完成对系统瞬态求解算法的研究,在对反应堆功率线性变化的瞬变工况研究表明,该系统瞬态求解算法能够实现对系统中快瞬变和慢瞬变过程的合理求解。