单通道模型把所计算的通道看作是孤立、封闭的，在整个堆芯高度上与其他通道之间没有质量、动量和能量交换。虽然比较简单，但对于无盒组件等开式通道并不适用，对于有盒组件内部各燃料通道的计算也不适用。

为使计算结果更符合实际情况，发展了子通道模型。子通道模型考虑到相邻通道冷却剂之间在流动过程中存在着横向的质量、热量和动量的交换（通常统称为横向交混），因此各冷却剂通道的质量流速将沿轴向不断发生变化，使热通道内冷却剂焓和温度比没有考虑横向交混时要低，燃料元件表面和中心温度也随之略有降低。对大型压水堆，在热工参数一定的情况下，把用子通道模型计算的结果与用单通道模型计算的结果相比较，燃料元件表面的MDNBR值增加5%～10%。用子通道模型计算既提高了热工设计的精度，也提高了反应堆的经济性，但采用子通道模型不能像单通道模型那样只取少数热通道和热点进行计算，而是要对大量通道进行分析，因此计算工作量较大。只要子通道划分得当，该问题在计算机技术高度发展的今天已经不成为障碍。

相邻通道间冷却剂的横向交混是由于流体流动时相邻通道间流体的湍流作用，以及径向压力梯度所引起的。湍流交混可分为自然湍流交混和强迫湍流交混。自然湍流交混是相邻通道间的自然涡流扩散所造成；强迫湍流交混是定位格架等机械装置所引起的。湍流作用使开式通道间的流体产生相互等质量的交换，一般无净横向质量迁移，但有动量和热量的交换，因此常称为湍流交混，交混在这里表示交换混合的意思。径向压力梯度起因于通道进口处压力分布差异，功率分布不同，以及燃料元件棒偏心、弯曲等尺寸形状的误差，压力梯度的存在，造成了定向净横流，这种横流有时也称为转向横流。因为这是单向流动，而不是交混，所以也称为横流混合。由于径向压力梯度引起了净横向流动，则质量交换必然伴随着动量和热量的交换。

在应用子通道模型进行分析计算之前，首先需要把整个堆芯划分成若干个子通道。子通道的划分完全是人为的，可以把几个燃料组件看作一个子通道，也可把一个燃料组件内的几根燃料元件棒所包围的冷却剂通道作为一个子通道，不论所划分的子通道的横截面积有多大，在同一轴向位置上冷却剂的压力、温度、流速和热物性都认为是一样的。所以，如果子通道横截面划分得太大，则因在同一轴向位置上所有热工参数都认为是一样的，这可能与实际情况差别较大，使计算精度不理想；如果子通道横截面积划分得太小，则计算的工作量太大。计算时间几乎与子通道数目的平方成正比，计算机容量可能也难以满足要求。为了解决上述矛盾，可采用下述的3种方法，一般情况下这三种方法结合起来应用。

①利用整个堆芯形状、功率分布对称的特点，只须计算1/8堆芯即可。

②计算过程可分为两步进行。第一步：先把堆芯按燃料组件划分子通道，求出最热组件，第二步：把最热组件按各燃料元件棒划分子通道，求出最热通道和燃料元件棒的最热点。在第二步划分子通道时，也可利用燃料组件的对称性，只需计算热组件横截面的1/2、1/4或1/8。(www.daowen.com)

③根据需要划分横截面大小不同的子通道。在可能出现热组件或热通道位置附近，子通道可划分得更细，在远离热组件或热通道的一般位置，子通道可划分得粗些。

要进行子通道分析，必须由物理计算提供详细的堆芯三维功率分布，尤其是热组件内各子通道精确的功率分布。还应由水力模拟试验给出堆芯进口的冷却剂流量分布，湍流交混速率及横流阻力系数，这样才能使子通道分析具有可靠的精度。

严格来讲，子通道计算在数学上是空间域内的多点边值问题，以进出口压力作为边界条件。为解决计算上的困难，通常用时间域内的初值问题来近似，用已知的进口流量和均匀的出口压力作为边界条件。

图5-11　子通道定义方法

目前子通道划分主要有两种方法，如图5-11所示，即冷却剂中心子通道和燃料棒中心子通道。传统的棒束通道的分析都是基于冷却剂中心子通道来进行的。然而，在两相流中，特别是环状流流型中，燃料棒上的液膜很难用这种模型来描述。Gaspari等的工作显示采用燃料棒中心的子通道划分方法在高干度流动中可以得到很好的结果。然而，在针对燃料棒中心的子通道划分方法的本构方程开发方面的进展还很小，目前，主流的子通道模型主要基于冷却剂中心子通道的方法来创建。