高保真与中等保真程序间球床速度剖面的比较

近期对高温气冷堆开发的兴趣增加了对随机堆积球床中流动特性更深入理解的需求。对这些流动特性的恰当理解有助于更好地认识系统在正常运行与事故工况下的冷却能力。为提高计算高效的中等保真度建模的精度，可利用高保真度模拟生成关联数据。本研究使用 NekRS——一款支持 GPU 的谱元计算流体力学程序——来生成包含 1,568 个和 45,000 个球床的高保真流动数据。爱达荷国家实验室的 Pronghorn 多孔介质程序被用作中等保真度程序。将高保真模型的结果划分为多个同心区域，以提取各区域的孔隙率与速度平均值。将孔隙率值输入 Pronghorn 模型，并将所得速度剖面与 NekRS 的结果进行比较。两种算例均基于球直径以雷诺数 20,000 运行。结果发现，Pronghorn 显著高估了最外层区域的速度，表明仅孔隙率的变化并不导致流体速度的差异。我们得出结论，需要进一步工作来为近壁区域开发更有效的阻力系数关联式，并提高中等保真度模型的预测能力。