|

Некоторые вопросы применения расчетной модели для определения параметров теплоносителя в тройниковых соединениях трубопроводов

Авторы: Курносов М.М. Опубликовано: 15.04.2015
Опубликовано в выпуске: #2(101)/2015  

DOI: 10.18698/0236-3941-2015-2-27-43

 
Раздел: Энергетическое, металлургическое и химическое машиностроение | Рубрика: Атомное реакторостроение, машины, агрегаты и технология материалов атомной промышленности  
Ключевые слова: тройниковое соединение, расчетная модель, численное моделирование, CFD, LES, субсеточные модели, масштабирование расчетных моделей

Выполнены работы по настройке расчетной модели для определения локальных параметров теплоносителя в тройниковых соединениях установок с водоводяным энергетическим реактором с использованием моделей турбулентности типа LES. Проведен анализ влияния на результаты таких факторов, как субсеточная модель, разрешение расчетной сетки и шаг интегрирования по времени, даны рекомендации по выбору параметров расчетной модели. Выполнена оценка возможности масштабирования расчетных моделей по геометрическим и режимным параметрам. Показана допустимость использования геометрически уменьшенных расчетных сеток для определения значений осред-ненных по времени температуры и скорости для струйного режима течения в тройниковых соединениях при сохранении значения числа Струхаля. Также проведены расчеты течений в тройниковых соединениях с расположением зоны перемешивания в боковом трубопроводе. Для данного типа течения показана возможность существования низкочастотных колебаний температуры жидкости, а расчет должен выполняться на натурных режимных и геометрических параметрах.

Литература

[1] Курносов М.М., Стребнев Н.А. Вариант предтестового расчета международной задачи по верификации CFD-кодов на экспериментальных результатах, полученных на модели тройникового соединения трубопроводов // Сб. ВАНТ. Сер. "Обеспечение безопасности АЭС". 2012. Вып. 32. С. 5-17.

[2] Курносов М.М. Верификация расчетной модели для определения локальных параметров и тройниковых соединений трубопроводов // Тяжелое машиностроение. 2013. № 10. С. 37-40.

[3] Mahaffy J. Synthesis of Results for the Tee-Junction Benchmark. Proc. of CFD4NRS-3, Washington D.C., USA, 2010.

[4] Smith B., Mahaffy J., Angele K., Westin J. Report of the OECD/NEA-Vattenfall T-Junction Benchmark Exercise, OECD/NEA, Technical report, NEA/CSNI/R (2011) 5, 2011.

[5] Курносов М.М., Стребнев Н.А. Оптимизация методики расчета локальных параметров в тройниковых соединениях трубопроводов при турбулентных пульсациях // Сб. ВАНТ. Сер. "Обеспечение безопасности АЭС". 2012. Вып. 32. С. 18-32.

[6] Колесник В.П., Ляскин А.С. Опыт применения программного комплекса ANSYS CFD для решения задач атомной энергетики / Проблемы верификации и применения CFD-кодов в атомной энергетике. Науч.-технич. семинар ГКАЭ "Росатом" //Сб. докладов. ОКБМ, Нижний Новгород, 19-20.09.2012. С. 113-122.

[7] Loginov M.S., Comen E., Kuczaj A. Application of large-eddy simulation to pressurized thermal shock problem. Proc. of ICONE 17, ICONE 17-75894, Brussels, Belgium, 2009.

[8] ANSYS, Inc. ANSYS CFX-Solver Theory Guide, Release 12.1, 2009.

[9] Smagorinsky J. General circulation experiments with the primitive equations, Mon. Weather Review. 1963. Vol. 93. P. 99-165.

[10] Germano M., Piomelli U., Moin P., Cabot W. A dynamic subgrid-scale eddy viscosity mode // Phys. Fluids. 1991. No. A 3(7). P. 1760-1765.

[11] Lilly D.K. A proposed modification of the Germano subgrid-scale closure method // Phys. Fluids. 1992. No. A 4(3). P. 633-635.

[12] Nicoud F., Ducros F. Subgrid-scale stress modeling based on the square of the velocity gradient tensor // Flow, Turbulence and Combustion. 1999. Vol. 62. P. 183-200.

[13] Tanaka M., Ohshima H. Numerical simulation of thermal mixing in T-junction piping system using large-eddy simulation approach. Proc. of CFD4NRS-3, Washington D C., USA, 2010.

[14] Parras F., Bosser M., Milan D., Berthollon G. Heat transfer in pressurized water reactor components most often subjects to thermal shock // Nuclear Technology. Jan. 1980. Vol. 47. P. 125-151.

[15] Худсон Д. Статистика для физиков. Лекции по теории вероятностей и элементарной статистике. М.: Мир, 1970. 296 с.

[16] Судаков А.В., Словцов С.В., Прохоров В.А., Каширин В.И., Федосов В.Г. Расчетно-экспериментальное исследование условий трещинообразования в элементах оборудования реакторных установок при пульсациях температур // Материалы 8 Междунар. науч.-техн. конф. "Обеспечение безопасности АЭС с ВВЭР", г. Подольск, 28-31.05.2013.