使用 Nek5000 对 5x5 方形棒束内流体流动的直接数值模拟
流体动力学
2020-07-02 v1
摘要
棒束流动在核工程中十分常见，存在于轻水堆(LWRs)以及其他更先进的概念中。束横截面的不均匀性可导致复杂的流动现象，包括变化的局部湍流条件。尽管关于该主题已有数十年的数值与实验研究，并且阐明流场物理十分重要，但迄今为止公开可用的多棒棒束内流动的直接数值模拟(DNS)很少。因此，多棒 DNS 研究可为实现对流动物理的更深理解以及为各种降分辨率分析技术的发展提供参照模拟，带来显著价值。为此，使用高度并行的谱元代码 Nek5000 在雷诺数 19,000 下对方形 5x5 棒束内的流动进行了 DNS。几何尺寸代表了典型 LWR 燃料设计。DNS 使用由先进雷诺平均 Navier–Stokes(RANS) 模型估计的微观尺度设计。详细给出了束各区域的速度场、雷诺应力与各向异性的特征。还给出并讨论了湍流动能收支。
引用
@article{arxiv.2007.00630,
title = {Direct Numerical Simulation of Fluid Flow in a 5x5 Square Rod Bundle Using Nek5000},
author = {Adam Kraus and Elia Merzari and Thomas Norddine and Oana Marin and Sofiane Benhamadouche},
journal= {arXiv preprint arXiv:2007.00630},
year = {2020}
}