Эта публикация цитируется в 8 статьях

РЕШЕНИЕ ИНДУСТРИАЛЬНЫХ ЗАДАЧ В ПРОГРАММНОМ КОМПЛЕКСЕ FLOWVISION

Расчетные исследования процесса перемешивания неизотермических потоков натриевого теплоносителя в тройнике

А. А. Аксенов^a, С. В. Жлуктов^a, В. В. Шмелев^a, Е. В. Шапоренко^a, С. Ф. Шепелев^b, С. А. Рогожкин^b, А. Н. Крылов<sup>b

a</sup> ООО "Тесис", Россия, 127083, г. Москва, ул. Юннатов, д. 18, оф. 705
^b АО «ОКБМ «Африкантов», Россия, 603074, г. Нижний Новгород, Бурнаковский проезд, д. 15

Аннотация: В программном комплексе FlowVision проведено численное моделирование процесса перемешивания неизотермических потоков натриевого теплоносителя в тройнике для обоснования применимости различных подходов — URANS (Unsteady Reynolds Averaged Navier Stokers), LES (Large Eddy Simulation) и квази-DNS (Direct Numerical Simulation) — для предсказания осциллирующего характера течения в зоне смешения и получения температурных пульсаций. Одна из основных задач данной работы — выявление преимуществ и недостатков использования этих подходов.
Численное исследование пульсаций температуры, возникающих в жидкости и в стенках тройника в процессе перемешивания неизотермических потоков натриевого теплоносителя, проведено в рамках математической модели, предполагающей, что рассматриваемое течение турбулентное, плотность жидкости не зависит от давления и что между теплоносителем и стенками тройника происходит теплообмен. При моделировании турбулентного теплопереноса в рамках подхода URANS применялась модель турбулентного теплопереноса LMS.
Исследование было проведено в два этапа. На предварительном этапе были определены влияние расчетной сетки на формирование осциллирующего течения и характер температурных пульсаций в рам-ках указанных выше подходов к моделированию турбулентности. В результате этого исследования были выработаны критерии построения расчетных сеток для каждого из подходов и произведена оценка потребных вычислительных ресурсов.
Затем были проведены расчеты для трех режимов течения, отличающихся соотношением расходов и температур натрия во входных сечениях тройника. Для каждого режима выполнены расчеты с применением подходов URANS, LES и квази-DNS.
На заключительном этапе работы был проведен сравнительный анализ численных и экспериментальных данных. Определены и сформулированы преимущества и недостатки использования каждого из указанных подходов к моделированию процесса перемешивания неизотермических потоков натриевого теплоносителя в тройнике.

Ключевые слова: подходы URANS, DNS к моделированию турбулентности, натриевый теплоноситель, неизотермические потоки, пульсации температуры.

УДК: 519.6

Поступила в редакцию: 12.05.2016
Исправленный вариант: 21.12.2016
Принята в печать: 30.12.2016

DOI: 10.20537/2076-7633-2017-9-95-110