ВЕРИФИКАЦИЯ ПРОГРАММНОГО СРЕДСТВА CFD-КЛАССА ПРИМЕНИТЕЛЬНО К МОДЕЛИРОВАНИЮ ТЕПЛОВЫДЕЛЯЮЩИХ СБОРОК РЕАКТОРОВ С ЖИДКОМЕТАЛЛИЧЕСКИМ ТЕПЛОНОСИТЕЛЕМ

摘要

Предложены методические подходы к верификации кода CFD-класса для моделирования процессов гидродинамики и теплообмена в пределах тепловыделяющей сборки (ТВС) реакторов с жидкометаллическими теплоносителями. Для верификации кода выбраны эксперименты с учетом особенностей течения и теплообмена жидкометаллических теплоносителей в ТВС реакторов на быстрых нейтронах с дистанционирующими решетками. Эксперименты охватывают следующие режимы: турбулентное течение и теплообмен жидких металлов на стабилизированном и нестабилизированном участках в каналах простой и сложной формы, при котором определяющей является структура потока в пристеночной области; турбулентное течение в каналах с элементами, вызывающими отрыв потока и перераспределение расхода по сечению; течение в каналах с резким сужением/расширением потока. Исходя из необходимости экономии вычислительных ресурсов при решении практических задач, была использована высокорейнольдсовая модель турбулентности, не требующая выполнения критерия y~+ ≈ 1 для безразмерного расстояния от первого расчетного узла до стенки. При проведении расчетов применялась высокорейнольдсовая Realizable k-ε-модель турбулентности со стандартной пристеночной функцией. В качестве модели турбулентного теплообмена использовалась локальная модель Вейганда для турбулентного числа Прандтля Pr_т, применяемая в широком диапазоне значений числа Pr, в том числе и для жидких металлов. Оценены максимальные отклонения расчетных значений от экспериментальных для прак тически важных параметров.