Выбор модели турбулентности для расчета профиля температуры у поверхности ТВС ВВЭР-1000 в бассейне выдержки АЭС

А.В. Воронина, С.В. Павлов

Известия высших учебных заведений. Ядерная энергетика, №1, 2021

PDF версия

Рассматривается проблема выбора модели турбулентности при моделировании методами вычислительной гидродинамики (CFD-моделирования) естественной конвекции у поверхности ТВС ВВЭР-1000, выгруженной из реактора, для расчета профиля температуры у поверхности ТВС. Выбор модели турбулентности осуществляется сравнением расчетных данных, полученных с использованием программного комплекса Ansys Fluent, с результатами экспериментальных исследований естественной конвекции у поверхности нагретой вертикальной пластины, погруженной в воду, которая в первом приближении моделирует боковую грань ТВС ВВЭР-1000. Рассматриваются наиболее часто используемые в инженерной практике двухпараметрические полуэмпирические модели турбулентности семейств k-ε и k-ω. Сравнение расчетных и экспериментальных данных проводилось по избыточной температуре поверхности пластины и профилям температуры воды в турбулентном пограничном слое для режимов конвекции с числом Рэлея от 8⋅10¹³ до 3,28⋅10¹⁴. Показано, что наилучшее совпадение с экспериментальными данными со средним отклонением, не превышающим ~ 8%, дает модель RNG k-ε, которую рекомендовано использовать для расчета профиля температуры у поверхности ТВС ВВЭР-1000 в бассейне выдержки АЭС.