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对反馈影响较强、功率分布变化显著的瞬态问题采用三维物理与热工-水力耦合计算成为一种趋势。对传统的模块化耦合计算，其时间离散精度为1阶，计算耗时。本文研究主要集中于高阶自适应时间离散格式在中子时空动力学及模块化耦合计算中的应用。首先，基于第二类边界条件节块格林函数方法NGFM求解瞬态中子扩散方程，时间离散格式采用对角线隐式龙格库塔方法DIRK，提高了时间离散精度。在DIRK每一级的求解中，将瞬态问题转化为固定源问题FSP，采用源迭代求解，通过粗网再平衡方法加速收敛。本论文选择了精度从1阶到4阶共4个强S-稳定的DIRK格式，采用Richardson外推或嵌入低阶方法实现时步自适应，采用厄米插值得到时间变量连续解。研制了三维节块中子动力学程序NGFMN-K。数值计算结果与参考程序结果符合很好。通过DIRK格式结果之间的比较，2级2阶嵌入1阶的DIRK格式DIRK(2,2)-E的效率最高。此外，DIRK格式比向后欧拉格式更为精确、省时，特别对剧烈瞬变问题。其次，研究了精细功率重构方法。该方法基于近似求解节块内扩散方程原理，选取不同的双曲函数族、边界条件和勒让德多项式数目，通过数值比较得到了精度较高的3个格式。再次，将NGFMN-K程序与子通道分析程序COBRA-Ⅳ耦合，采用DIRK方法作为时间离散格式，改善了模块化耦合时间离散精度较低的缺陷。物理热工耦合的非线性方程组采用块迭代方法求解，实现堆芯内瞬态计算。最后，提出了合理的时间步进控制方式，以平行耦合的方式实现堆芯耦合模块与RELAP5程序的耦合。进一步耦合COBRA-Ⅳ程序进行热组件子通道分析得到安全参数，研制了PWR瞬态分析程序系统RNCC。堆芯耦合模块与系统分析模块采用各自的时步调节方式，研究了相应时间步进控制方式的离散精度。数值验证结果表明，RNCC的结果与参考结果符合较好，且DIRK(2,2)-E格式效果最好。通过本文研究，改进了模块化耦合的时间步进控制方式，提高了计算精度和计算效率，最终形成了能够模拟整个系统、安全参数计算更可信的先进多尺度耦合模型。