面向5×5棒束的直接数值模拟
流体动力学
2020-07-02 v1
摘要
棒束流在轻水堆（LWR）和先进反应堆概念的核工程中十分普遍。与典型槽道流不同，棒束中的流动呈现出一些独特特征，主要由于非均匀横截面可带来不同的局部湍流条件以及具有外部流动特征的局部效应。尽管棒束流无处不在且在该领域已积累数十年的实验与数值知识，目前尚无公开可用的带传热的多棒束流动直接数值模拟（DNS）。多棒DNS研究极具价值，因为它可评估各种湍流模型在传热存在下的可靠性，并加深对流动物理的理解。我们展示面向代表LWR燃料的正方形5×5棒束流动DNS的工作。我们考虑标准构型以及中心棒被导向套管替代的构型。我们在STAR-CCM+中进行模拟以设计数值DNS，该DNS将使用开源谱元代码Nek5000执行。也在Nek5000中进行了大涡模拟（LES）以确认分辨率需求是充分的。我们比较STAR-CCM+与Nek5000的结果，其在宽间隙中非常吻合，而在窄间隙中差异较大。特别地，在LES的边缘子通道中观察到间隙涡街的证据，但STAR-CCM+未预测到。
引用
@article{arxiv.2007.00241,
title = {Towards Direct Numerical Simulation of a 5x5 Rod Bundle},
author = {Adam Kraus and Elia Merzari and Thomas Norddine and Oana Marin and Sofiane Benhamadouche},
journal= {arXiv preprint arXiv:2007.00241},
year = {2020}
}