谱元法在液态金属反应堆中的应用
计算工程、金融与科学
2017-11-28 v1
摘要
在美国能源部资助下，核能先进建模与仿真（NEAMS）计划旨在开发一种集成的多物理场仿真能力，用于未来一代核电站的设计与分析。NEAMS采用多分辨率层次结构，设计代码套件结构以最终覆盖相关反应堆设计与安全分析中所呈现的全部长度与时间尺度范围。液态金属反应堆等先进反应堆依靠创新的部件设计来满足成本与安全目标。为拓展更宽的设计空间，依赖最小假设条件的先进建模与仿真能力在优化设计中发挥着重要作用。过去几年中，NEAMS计划开发了集成多物理场代码套件（热工水力、结构分析与中子学）SHARP，旨在简化此类部件的原型设计。对于流体流动与传热的仿真，SHARP聚焦于高保真端，主要面向大涡模拟（LES）与直接数值模拟（DNS）等湍流解析技术。为SHARP选定的计算流体动力学代码（CFD）是Nek5000，这是一种采用谱元法（SEM）的、最先进且高度可扩展的工具。在本稿件中（将发表于冯·卡门研究所液态金属反应堆讲座系列专著），我们回顾该方法及其在Nek5000中的实现，并考察若干应用。我们注意到，Nek5000也经常用于雷诺平均纳维-斯托克斯（RANS）等中保真方法，以及采用动量源或多孔介质的降阶模型，尤其在与中子学建模耦合时。
引用
@article{arxiv.1711.09307,
title = {Spectral Element Methods for Liquid Metal Reactors Applications},
author = {Elia Merzari and Aleksandr Obabko and Paul Fischer},
journal= {arXiv preprint arXiv:1711.09307},
year = {2017}
}
备注
23 pages and 15 figures