核反应堆堆芯是核电站的核心和要害部位,在任何情况下保证堆芯产生的热量及时有效输出,是核电站安全需要解决的重要问题。本文采用非结构化网格,通过可视化Fortran语言程序的编写,对反应堆运行过程中不同阶段的源项变化以及其导致的温度场变化进行了数值研究。首先以均匀介质的单群扩散理论为基础,分别对圆柱体和六棱柱体燃料棒两种模型进行计算,讨论不同计算模型对燃料棒内温度场分布的影响。分析发现六棱柱燃料棒与圆柱体燃料棒对流换热面积相同时,圆柱体燃料棒内部温度明显高于六棱柱。因此在选取燃料棒计算模型时不能仅考虑单一因素,而要同时考虑到燃料棒释热率和散热量两种因素的影响。同时发现边界条件的改变不会影响到燃料棒内温度场的分布趋势,仅在燃料棒两端附近处有区别,但是仍会影响到燃料棒内温度最高值,并且发现在绝热边界下的燃料棒温度略高于定温边界下。在此结果上对反应堆不同运行阶段的燃料棒温度场分布情况进行计算分析讨论。反应堆运行初期,控制棒未插入时,燃料棒内部中子通量密度最大,并且仅沿轴向呈余弦函数分布,平衡温度高于正常运行工况下燃料棒温度,因此要严格控制反应初期燃料棒温度最高值,避免其高于燃料棒安全运行温度。同时,对燃料棒释热率分别随温度与时间变化时温度场的变化情况作了简要分析,结果表明在燃料棒引入负反应时,燃料棒内温度逐渐降低,并稳定在安全运行状态。同时本文采用一体化方法,对带有反射层的堆芯和裸堆堆芯进行比较。分析发现反射层的添加使堆芯温度提高到较高值,同时随着反射层厚度的增加,堆芯温度的增加相对缓慢。而在堆芯两端分别取定温和绝热边界条件时,堆芯内温度场的分布趋势近似相同,仅在堆芯两端附近处有差别。并且两类边界下的堆芯温度最高值相差不大,不会影响到对核反应堆安全性的判定。最后,本文以热力学第二定律为基础,从系统熵增的角度出发,分析了燃料棒内传热过程。并以三个传热问题为例,验证了本程序和研究的正确性。而后结合燃料棒内温度场分布,对燃料棒内热量的导出过程进行了分析讨论,并可在此基础上分析如何加强燃料棒的强化传热过程。