中文摘要：

石墨是高温气冷堆核电站的主体堆内结构材料，其机械性能对反应堆的安全至关重要。为避免石墨部件的结构失效，必须研究微缺陷和裂纹对其性能的影响。由于微观结构复杂，数量大，理论和常规数值方法难以精确描述。而边界元法的引入，使石墨微观结构大规模精确仿真成为可能。本项目以边界元法为基础，针对核级石墨微观结构特点发展相应的高性能算法，从微观大规模精确仿真角度预测其机械性能。特别是，建立了反映核级石墨自然微观结构的分析模型；发展了一系列相应的快速多极边界元法，可进行上千个三维微结构的大规模传热和应力计算，而且其中的对偶快速多极边界元法可同时分析裂纹和缺陷；使用该系列方法研究微观参数演变对核级石墨机械性能的影响，并成功与实验结果吻合；实验研究载荷对石墨热膨胀系数的影响，并从微观机制上进行了解释；研究受微结构影响的蠕变模型参数改变对石墨强度的影响，进行了基于断裂力学和概率论的石墨结构完整性和寿命评估。共发表期刊和国际会议文章8篇，其中SCI收录5篇，EI收录6篇，国际会议特邀报告1篇；已接收国际会议特邀报告1篇。