MRANS方案的反应堆压力容器CFD仿真

摘要

为提高反应堆压力容器(reactor pressure vessel,RPV)CFD(computational fluid dynamics)仿真的计算效率,将多湍流模型(multiple RANS model,MRANS)方案与RPV CFD仿真相结合,提出了一种新型的RPV CFD仿真方案,并通过优化传统棒束模拟MRANS方案的区域划分方法和数据传输方法使RPV MRANS CFD仿真方案的计算准确性得到保证.首先,对完整的压力容器模型进行CFD模拟,将整体计算结果与实验数据进行对比,验证所用CFD方法的有效性.其次,基于区域重叠的方案建立了下降段区域和下腔室区域的分段模型,并采用压力-流量双向数据传递方案,建立了多区CFD仿真计算方案.然后,分析不同的湍流模型在各区域的影响,选择合适的湍流模型.最后,以优化CFD仿真计算效率为目标,提出了两种MRANS方案.研究结果表明:基于区域重叠的双向数据传递方案相较于传统的单向数据传递方案,速度和压力计算结果与整体计算一致性更高;优化的MRANS方案相较于传统的单一湍流模型方案,计算效率提高了28.75％,从而验证了优化的MRANS具有高效率的特性.本研究成果为提高RPV CFD仿真效率提供了一种新思路和途径.