XI Международная студенческая научная конференция Студенческий научный форум - 2019

Исследования теплофизических свойств ядерных энергетических установок, необходимые для оценки безопасности реакторных установок, нуждаются в создание масштабных и натурных моделей. Эти работы являются крайне трудоёмкими и затратными по времени и ресурсам. Чтобы сократить затраты, необходимо заменять масштабные эксперименты численными и применять современные комплексы вычислительной гидродинамики, такие как: Solid Works Flow Simulation, ANSYS, Логос, TRIANA и др.

Для нашей работы был выбран комплекс Solid Works Flow Simulation.

Комплекс Solid Works Flow Simulation - программный пакет, предназначенный для решения различных инженерных задач: моделирование течения жидкостей и газов, управление расчётной сеткой, использование типовых физических моделей жидкостей и газов, комплексный тепловой расчёт, газо/гидродинамические и тепловые модели технических устройств. Основные уравнения, на которых базируется процесс вычисление – Уравнения движения в форме Навье – Стокса и уравнение неразрывности. Исследуемая область разбивается специально выбранной сеткой на конечные элементы, в каждом из которых подбирается уравнение для создания аппроксимирующей функции, а после этого находятся численные значения полученных функций на границах этих элементов сетки.

Для расчёта была построена геометрическая модель однопетлевой установки смешения (рис.1). Соблюдены все геометрические особенности масштабной модели (геометрия входного и выходного патрубка, имитатор гидравлического сопротивления АЗ – дырчатый лист). Параметры расчёта приведены в табл. 1.

Для верификации была использован стенд однопетлевая установка модель смешения[1]. Для построения визуализированного потока использовался метод температурных полей с применением матричных датчиков (температурного зондирования).

Сравнение визуализированных потоков на уровне дырчатого листа в цветовой градуировке можно увидеть на рис. 2. Характерные области застоя отчетливо видны и совпадают для численной и натурной модели.

.

Рис. 1. Геометрическая модель

Таблица 1

Основные параметры расчета

а) б)

Рис. 2. а) Визуализированный поток в Solid Works Flow Simulation

б) Визуализированный поток для однопетлевой установки смешения

Литература

Сатаев А.А., Дунцев А.В., Воробьев Д.А., Красавин Н.А. Исследование процессов смешения неизотермических потоков на однопетлевой модели реакторной установки // Современные наукоемкие технологии. – 2018. – № 3. – С. 96-101;

Алямовский А.А. и др. SolidWorks. Компьютерное моделирование в инженерной практике – СПб.: БХВ-Петербург, 2005.