Erprobung und Validierung von CFD-Codes für die Simulation von unfalltypischen Phänomenen im Sicherheitseinschluss:
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Köln [u.a.]
GRS
2014
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| Series: | GRS
324 |
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| adam_text | INHALTSVERZEICHNIS
1 EINLEITUNG 1
2 ENTWICKLUNG UND VALIDIERUNG EINES MODELLS ZUR SIMULATION DES
BEI DER WAND- UND VOLUMENKONDENSATION ENTSTEHENDEN
KONDENSATS
3
2.1 EINLEITUNG 3
2.2 VERGLEICH DER KONDENSATIONSMODELLE VON GRS, FZJ UND ANSYS 4
2.2.1 VERGLEICH DER PHYSIKALISCHEN KORRELATIONEN 4
2.2.2 VERGLEICH DER IMPLEMENTIERUNG DER MODELLE IN CFX 5
2.2.3 MODELLVERGLEICH ANHAND CONAN: SARNET BENCHMARK NO. 2 6
2.2.4 MODELLVERGLEICH ANHAND THAI TH-2 22
2.2.5 ZUSAMMENFASSUNG DES MODELLVERGLEICHS 27
2.3 WEITERE VALIDIERUNGEN DES ANSYS-MODELLS 28
2.3.1 PARAMETERSTUDIEN ANHAND THAI TH-2 28
2.3.2 MODELLVALIDIERUNG ANHAND THAI TH-24 33
2.3.3 MODELLVALIDIERUNG ANHAND PANDA4BIS 33
2.4 ENTWICKLUNG EINES EINFACHEN MODELLS ZUR BEHANDLUNG DES
KONDENSATES 37
2.4.1 PROZESSBESCHREIBUNG 37
2.4.2 ABLAUFDIAGRAMM FUER DIE WANDKONDENSATBEHANDLUNG 39
2.4.3 VERIFIZIERUNG DES KONDENSATMODELLS 41
2.5 ZUSAMMENFASSUNG 46
2.6 ANHANG - VOLUMENKONDENSATIONSMODELL DER GRS 47
3 VALIDIERUNG EINES VERBESSERTEN TURBULENZMODELLS FUER
STROEMUNGSVORGAENGE IM SICHERHEITSBEHAELTER 49
3.1 EINLEITUNG 49
3.2 VALIDIERUNG ANHAND THAI TH-20 49
3.2.1 EINLEITUNG 49
3.2.2 CFD-GITTER UND VERWENDETE MODELLE 50
3.2.3 KURZE DISKUSSION DER ERGEBNISSE 51
HTTP://D-NB.INFO/1055972129
3.3 VALIDIERUNG ANHAND PANDA4 52
3.3.1 EINLEITUNG 52
3.3.2 RANDBEDINGUNGEN DES VERSUCHS 52
3.3.3 DISKUSSION DER SIMULATIONSERGEBNISSE 53
3.3.4 ZUSAMMENFASSUNG 58
3.4 VALIDIERUNG ANHAND SETH-2 - ST1.4 UND ST2.1 59
3.5 ZUSAMMENFASSUNG 60
4 SIMULATION DES PHAENOMENS DER BILDUNG UND AUFLOESUNG VON
GASSCHICHTUNGEN IM SICHERHEITSBEHAELTER 61
4.1 EINLEITUNG UND ZIELSETZUNG 61
4.2 VALIDIERUNG ANHAND SETH-2 - ST2.1 61
4.2.1 EINLEITUNG 61
4.2.2 GEOMETRIE UND RANDBEDINGUNG 61
4.2.3 VERGLEICH ZWISCHEN SIMULATION UND EXPERIMENT 64
4.2.4 DURCHFUEHRUNG VON PARAMETERVARIATIONEN 72
4.2.5 ZUSAMMENFASSUNG 88
4.3 VALIDIERUNG ANHAND SETH-2 - ST1.4 89
4.3.1 EINLEITUNG 89
4.3.2 BESCHREIBUNG DES EXPERIMENTS ST 1.4 89
4.3.3 ANALYSE 91
4.3.4 GITTERSTUDIE 92
4.3.5 KONVERGENZKRITERIUM UND EINFLUSS DES ZEITSCHRITTS 94
4.3.6 DIFFUSIONSKOEFFIZIENT 97
4.3.7 TURBULENZMODELL 102
4.3.8 WAERMESTRAHLUNG 113
4.3.9 SIMULATION MIT DEM TSF TURBULENZMODELL UND DEM MULTIBAND-
STRAHLUNGSMODELL 122
4.3.10 ZUSAMMENFASSUNG 131
4.4 VALIDIERUNG ANHAND THAI TH-22 132
4.4.1 ZIELSETZUNG 132
4.4.2 EINLEITUNG 133
4.4.3 START- UND RANDBEDINGUNGEN 134
4.4.4 VERGLEICH VON BLINDER UND OFFENER RECHNUNG MIT DEN EXPERIMENTELLEN
DATEN 136
4.4.5 SENSITIVITAETSSTUDIE 148
4.4.6 ZUSAMMENFASSUNG 164
4.5 VALIDIERUNG ANHAND THAI TH-24 165
4.5.1 BESCHREIBUNG DES EXPERIMENTES 165
4.5.2 GEOMETRIE UND RANDBEDINGUNGEN IN DER SIMULATION 166
4.5.3 VERGLEICH DER SIMULATION MIT EXPERIMENTELLEN ERGEBNISSEN 168
4.5.4 DURCHFUEHRUNG EINER GITTERSTUDIE 182
4.5.5 EINFLUSS DES MATERIALMODELLS 184
4.5.6 TEST DES NEUEN KONDENSATMODELLS AN THAI TH-24 186
4.5.7 ZUSAMMENFASSUNG UND AUSBLICK 191
4.6 BETEILIGUNG AM MINIPANDA-BENCHMARK 192
4.6.1 EINLEITUNG 192
4.6.2 BESCHREIBUNG DES MINIPANDA-EXPERIMENTS MPIM 192
4.6.3 MODELLIERUNG MIT CFX 193
4.6.4 SIMULATIONSERGEBNISSE UND PARAMETERSTUDIEN 196
4.6.5 GITTERSTUDIE 200
4.6.6 EINFLUSS DER TEMPERATURRANDBEDINGUNG AN DEN WAENDEN 201
4.6.7 EINFLUSS DER DIFFUSIONSKONSTANTE 204
4.6.8 PARAMETERSTUDIE ZUM ATMOSPHAERENDRUCK 206
4.6.9 UNTERSUCHUNG ZUR NUMERIK 208
4.6.10 ZUSAMMENFASSUNG 209
4.7 VALIDIERUNG ANHAND THAI TH-26 210
4.7.1 EINLEITUNG 210
4.7.2 KURZE BESCHREIBUNG DER VERSUCHSDURCHFUEHRUNG 210
4.7.3 SIMULATION DES EXPERIMENTS MIT CFX 212
4.7.4 ZUSAMMENFASSUNG 217
4.8 TEILNAHME AM OECD/NEA-PSI BENCHMARK ZUR AUFLOESUNG EINER
STABILEN LEICHTGASSCHICHTUNG 218
4.8.1 EINLEITUNG 218
4.8.2 KURZE VERSUCHSBESCHREIBUNG 218
4.8.3 BISHER DURCHGEFUEHRTE ARBEITEN 219
4.9 ZUSAMMENFASSUNG 221
5 MODIFIKATION DES PAR-MODELLS 223
5.1 EXPERIMENTELLE GRUNDLAGEN 223
5.2 KORRELATION FUER EFFIZIENZ 224
5.2.1 HERLEITUNG EINER KORRELATION FUER DIE EFFIZIENZ 224
5.2.2 VERGLEICH DER EFFIZIENZ-KORRELATION MIT MESSDATEN DER HR-
EXPERIMENTE 226
MIN MAX
5.2.3 MODIFIKATION DER PARAMETER X
H2
UND X
H2
I
N
DER AREVA-
GLEICHUNG 230
5.3 ABHAENGIGKEIT DER ABBAURATE VOM DAMPFGEHALT BZW. VON DER 0
2
-
KONZENTRATION 231
5.3.1 EXPERIMENTELLE BEOBACHTUNGEN 231
5.3.2 ERKLAERUNGSANSAETZE 232
5.3.3 MOEGLICHER EINFLUSS DES (GASFOERMIGEN) DAMPFES AUF DIE ABBAULEISTUNG
.. 233
5.3.4 EINFLUSS VON NEBELTROEPFCHEN 234
5.3.5 ZUSAMMENFASSUNG UND SCHLUSSFOLGERUNG AUS DER QUALITATIVEN
UNTERSUCHUNG ZUM EINFLUSS DES 0
2
/H
2
-VERHAELTNISSES 235
5.4 VERBESSERUNG DER AREVA-GLEICHUNG FUER SAUERSTOFFARMUT 236
5.5 BERECHNUNG DER WAERMEVERLUSTE AN DEN PAR-STRUKTUREN 238
5.5.1 TEMPERATUR DER PAR-WAENDE UND DES AUSTRETENDEN GASES 238
5.5.2 KORRELATION FUER F
T
243
5.6 ABSCHLIESSENDER VERGLEICH DER URSPRUENGLICHEN UND DER MODIFIZIERTEN
AREVA-KORRELATION 248
5.7 IMPLEMENTATION DES PAR-MODELLS IN CFX 250
5.8 VALIDIERUNG DES PAR-MODELLS 253
5.8.1 VALIDIERUNG ANHAND THAI HR-2 253
5.8.2 VALIDIERUNG ANHAND THAI HR-12 262
5.9 VERGLEICH DER PAR-MODELLIERUNG GRS (CFX) MIT FZ JUELICH (REKO-
DIREKT) 272
5.9.1 EINLEITUNG 272
5.9.2 TABELLARISCHER VERGLEICH DER PAR-MODELLE 273
5.9.3 SIMULATION DES THAI HR-2 MIT DEN BEIDEN PAR-MODELLEN 275
5.9.4 ZUSAMMENFASSUNG ZUM MODELLVERGLEICH 281
5.10 ZUSAMMENFASSUNG 281
6 SIMULATION DER TURBULENT-BESCHLEUNIGTEN
WASSERSTOFFVERBRENNUNG MIT CFX FUER WASSERSTOFF / DAMPF /
LUFTGEMISCHE 283
6.1 VALIDIERUNG ANHAND THAI HD-22 283
6.1.1 EINLEITUNG 283
6.1.2 KURZE VERSUCHSBESCHREIBUNG 283
6.1.3 VERWENDETE PHYSIKALISCHE MODELLE 284
6.1.4 VERGLEICH VON EXPERIMENT UND SIMULATION 286
6.1.5 UNTERSUCHUNG DES EINFLUSSES DER RAEUMLICHEN DISKRETISIERUNG 292
6.1.6 TEST VERSCHIEDENER KORRELATIONEN FUER DIE TURBULENTE
BRENNGESCHWINDIGKEIT 295
6.1.7 SIMULATION MIT DEM ECFM VERBRENNUNGSMODELL 298
6.1.8 UNTERSUCHUNG ZUM EINFLUSS DER ANFANGSTURBULENZ 303
6.1.9 EINFLUSS DES STRAHLUNGSMODELLS 308
6.1.10 VERGLEICH INERTGAS-MODELL MIT EINER ANGEPASSTEN
FLAMELET-BIBLIOTHEK.... 313
6.1.11 ZUSAMMENFASSUNG 316
6.2 VALIDIERUNG DES INERTGAS-MODELLS ANHAND ENACCEF 316
6.2.1 KURZE BESCHREIBUNG DER ENACCEF-EXPERIMENTE ZUM EINFLUSS VON
INERTGAS AUF DIE FLAMMENBESCHLEUNIGUNG 316
6.2.2 MODELLIERUNG IN CFX 318
6.2.3 GITTERSTUDIE 319
6.2.4 VERGLEICH DER SIMULATION MIT EXPERIMENTELLEN DATEN 321
6.2.5 EINFLUSS DER WAERMESTRAHLUNG 327
6.2.6 EINFLUSS DER KORRELATION FUER DIE TURBULENTE BRENNGESCHWINDIGKEIT
328
6.2.7 EINFLUSS DER LAMINAREN FLAMMENGESCHWINDIGKEIT 333
6.2.8 ZUSAMMENFASSUNG 335
7 VALIDIERUNG DER WASSERSTOFFVERBRENNUNG MIT CFX BEI
GESCHICHTETEN AUSGANGSVERTEILUNGEN 339
7.1 VALIDIERUNG ZUR H
2
-VERBRENNUNG ANHAND EXPERIMENTEN BEI
PROSCIENCE 339
7.2 PARAMETERSTUDIE ZUR GITTERABHAENGIGKEIT BEI DER MODELLIERUNG DER H
2
-
VERBRENNUNG IN EINEM KANAL OHNE HINDERNISSE 340
7.2.1 EINLEITUNG 340
7.2.2 ERGEBNISSE DES TESTFALLES 1 341
7.2.3 ERGEBNISSE DES TESTFALLES 2 344
7.2.4 ERGEBNISSE DES TESTFALLES 3 345
7.3 VALIDIERUNG ANHAND DER EXPERIMENTE PROSCIENCE NR. 36 UND NR. 47 347
7.3.1 MODELLIERUNG IN CFX 347
7.3.2 VERGLEICH 2D/3D 347
7.3.3 GITTERSTUDIE: GLATTE WAENDE 351
7.3.4 STUDIE ZUM EINFLUSS VON HINDERNISSEN AN DER DECKE DES
VERBRENNUNGSKANALS IN DER VERSUCHSANLAGE 354
7.3.5 EINFLUSS DER H
2
-ANFANGSKONZENTRATION BEI SIMULATION MIT
HINDERNISSEN 362
7.3.6 EINFLUSS DER KORRELATION FUER TURBULENTE BRENNGESCHWINDIGKEIT 363
7.4 SCHLUSSFOLGERUNGEN 366
8 UNTERSUCHUNG ZUR WECHSELWIRKUNG ZWISCHEN H
2
-SCHICHTUNG
UND REKOMBINATION 367
8.1 EINLEITUNG 367
8.2 AUSWAHL EINES SCHLECHT DURCHSTROEMTEN RAUMBEREICHES 367
8.3 AUSWAHL VON GEEIGNETEN RANDBEDINGUNGEN 369
8.4 NACHRECHNUNG MIT CFX UND VERGLEICH MIT COCOSYS-ERGEBNISSEN 371
8.5 VERFEINERUNG DER COCOSYS-NODALISIERUNG 376
8.6 DURCHFUEHRUNG VON PARAMETERVARIATIONEN 381
8.6.1 VERAENDERUNG DER PAR-POSITION 382
8.6.2 VARIATION DER EINLASSPOSITION 387
8.7 ZUSAMMENFASSUNG 389
9 SIMULATION DER GASVERTEILUNG UND DER H
2
-VERBRENNUNG IN EINEM
DWR-SICHERHEITSBEHAELTER (KONVOI) 391
9.1 EINLEITUNG 391
9.2 DWR-MODELL: VERBESSERUNGEN UND ERWEITERUNGEN 391
9.2.1 UMWANDLUNG DER GEOMETRIEDATEN IN EIN CAD-DATENFORMAT 391
9.2.2 VERNETZUNG DER CAD-GEOMETRIE 393
9.2.3 MODELLIERUNG UND EINBAU VON TUEREN UND BERSTELEMENTEN 396
9.2.4 KRITERIEN FUER DIE TURBULENTE FLAMMENBESCHLEUNIGUNG UND DETONATION
.... 408
9.2.5 EINBAU VON PAR (EXEMPLARISCH) 411
9.2.6 VERWENDUNG DES NEUEN KONDENSATMODELLS 412
9.2.7 FAZIT ZUR DWR-MODELLIERUNG 413
9.3 RECHNUNGEN ZUR GASVERTEILUNG IM CONTAINMENT 415
9.3.1 BASISFALL - 50 CM
2
SB-LOCA 415
9.3.2 UNTERSUCHUNG ZUM EINFLUSS VON PAR AUF DEN ABLAUF 431
9.3.3 TEST DES IKE-VOLUMENKONDENSATIONSMODELLS 433
9.3.4 UNTERSUCHUNG DES EINFLUSSES DER GITTERFEINHEIT 434
9.3.5 FAZIT ZUR VERTEILUNGSRECHNUNG 441
9.4 RECHNUNGEN ZU H
2
-VERBRENNUNGEN IM CONTAINMENT 442
9.4.1 RANDBEDINGUNGEN 442
9.4.2 ERGEBNISSE 447
9.4.3 UNTERSUCHUNG DES EINFLUSSES DER GITTERFEINHEIT AUF DEN
VERBRENNUNGSVORGANG 452
9.5 ZUSAMMENFASSUNG UND AUSBLICK 457
10 VERGLEICH DER LEISTUNGSFAEHIGKEIT VON GASFLOW UND CFX 459
10.1 EINLEITUNG 459
10.2 VERGLEICH ANHAND THAI TH-2 459
10.2.1 RANDBEDINGUNGEN 459
10.2.2 VERGLEICH DER SIMULATIONSERGEBNISSE 460
10.2.3 ANALYSE DER GITTERSENSITIVITAET 465
10.2.4 VERGLEICH DER BERECHNUNGSDAUER 469
10.3 VERGLEICH ANHAND PANDA - SETH 2.1 470
10.3.1 RANDBEDINGUNGEN 471
10.3.2 VERGLEICH DER SIMULATIONSERGEBNISSE 472
10.3.3 ANALYSE DER GITTERSENSITIVITAET 478
10.3.4 VERGLEICH DER BERECHNUNGSDAUER 481
10.4 VERGLEICH ANHAND VANAM M3, BATTEILE MODELL CONTAINMENT 482
10.4.1 RANDBEDINGUNGEN 483
10.4.2 VERGLEICH DER SIMULATIONSERGEBNISSE 485
10.4.3 DURCHFUEHRUNG EINER GITTERSTUDIE 491
10.5 ZUSAMMENFASSUNG DES VERGLEICHS GASFLOW - CFX 494
11 ZUSAMMENFASSUNG 497
LITERATURVERZEICHNIS 505
ABBILDUNGSVERZEICHNIS 511
TABELLENVERZEICHNIS 537
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| discipline | Energietechnik, Energiewirtschaft Physik Energietechnik |
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