基于多物理对象导向模拟环境（MOOSE）有限元框架，开发了一个三维（3D）燃料性能分析程序，能够模拟压水堆燃料在正常运行和事故条件下的行为。该程序考虑了裂变产物膨胀、颗粒密实化和膨胀、热和辐照蠕变、间隙传热、裂变气体释放和包壳裂纹扩展等因素，以多物理耦合的方式模拟了详细的燃料行为。燃料颗粒在制造和充填过程中引起的局部缺陷，即缺失颗粒表面（MPS），可能导致包壳的应力分布异常，并甚至可能导致包壳失效。考虑应力腐蚀开裂（SCC）现象，进行了一个由带有MPS缺陷的颗粒和完整颗粒的PWR燃料棒拟。该料棒经历了各种事件，包括正常运行条件和高功率升温事件。模拟结果表明：1）MPS缺陷影响MPS缺陷附近的温度和位移分布。当颗粒与包壳接触时，包壳的内表面现出较大的拉伸环应力，加速了裂纹扩展。2）在升温事件中，裂纹扩展速率高于正常下，裂纹长度扩大了约0.1微米。