Verfügbarkeit: Anwendung und Validierung von CFD-basierten Verfahren für mehrskalige und multiphysikalische Simulationen in der Reaktorsicherheit

Anwendung und Validierung von CFD-basierten Verfahren für mehrskalige und multiphysikalische Simulationen in der Reaktorsicherheit:

Gespeichert in:

Bibliographische Detailangaben
Hauptverfasser:	Papukchiev, Angel 1977- (VerfasserIn), Scheuerer, Martina (VerfasserIn), Herb, Joachim (VerfasserIn)
Format:	Buch
Sprache:	German
Veröffentlicht:	Köln ; Garching b. München ; Berlin ; Braunschweig GRS, Gesellschaft für Anlagen- und Reaktorsicherheit (GRS) gGmbH Juli 2019
Schriftenreihe:	GRS 518
Schlagworte:	Forschungsbericht
Online-Zugang:	Inhaltsverzeichnis Inhaltsverzeichnis
Beschreibung:	Literaturverzeichnis Seite 1851 - 192. Förderkennzeichen BMWi RS1540
Beschreibung:	VII, 205 Seiten Illustrationen, Diagramme 30 cm
ISBN:	9783947685035

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adam_text	INHALTSVERZEICHNIS KURZFASSUNG ........................................................................................................ I ABSTRACT .............................................................................................................. III 1 EINLEITUNG ............................................................................................................ 1 2 ZIELSETZUNG UND ARBEITSPROGRAMM ............................................................... 3 3 METHODEN ZUR BERECHNUNG VON STROEMUNGSINDUZIERTEN SCHWINGUNGEN .................................................................................................. 5 3.1 STROEMUNGSINDUZIERTE SCHWINGUNGEN IM ANLAGENBAU .................................... 5 3.2 ERREGUNGSMECHANISMEN .................................................................................... 7 3.3 LITERATURRECHERCHE ZUR BEWERTUNG VON STROEMUNGSINDUZIERTEN SCHWINGUNGEN MIT HILFE VON ANALYTISCHEN VERFAHREN ...................................... 8 3.3.1 KORRELATIONEN ZUR BESTIMMUNG VON ANREGUNGSMECHANISMEN .................... 10 3.4 LITERATURRECHERCHE ZUR BEWERTUNG VON STROEMUNGSINDUZIERTEN SCHWINGUNGEN MIT HILFE VON NUMERISCHEN VERFAHREN .................................. 20 3.4.1 STROEMUNGSINDUZIERTE SCHWINGUNGEN IN SCHNELLEN REAKTOREN ..................... 20 3.4.2 SCHWINGUNGEN DURCH EXTERNE KRAEFTE IN DWR ............................................... 22 3.4.3 SCHWINGUNGSSIMULATIONEN MIT URANS METHODEN ........................................ 23 3.4.4 SCHWINGUNGSSIMULATIONEN MIT LES METHODEN ............................................. 24 3.4.5 SCHWINGUNGSSIMULATIONEN FUER GEN IV REAKTOREN ......................................... 24 3.5 ANALYSE DER METHODEN ZUR BEWERTUNG VON STROEMUNGSINDUZIERTEN SCHWINGUNGEN .................................................................................................. 25 3.6 MULTIPHYSIKALISCHE METHODEN ZUR BERECHNUNG VON STROEMUNGSINDUZIERTEN SCHWINGUNGEN ............................................................ 28 3.6.1 MULTIPHYSIKALISCHE KOPPLUNG ANSYS CFX - MOR .......................................30 3.6.2 MULTIPHYSIKALISCHE KOPPLUNG ANSYS CFX - MECHANICAL ............................ 33 3.7 VALIDIERUNG DER MULTIPHYSIKALISCHEN METHODEN ANHAND DES VATTENFALL- ROD-VIBRATION-T ESTS ..........................................................................................34 3.8 VATTENFALL-ROD-VIBRATION-T EST .......................................................................... 35 3.8.1 VERSUCHSAUFBAU ................................................................................................. 35 3.8.2 DURCHGEFUEHRTE VERSUCHE UND RANDBEDINGUNGEN ......................................... 37 3.9 ENTWICKLUNG DER ANSYS CFX- UND MECHANICAL-MODELLE ............................. 38 3.9.1 CAD GEOMETRIE ................................................................................................. 38 3.9.2 NUMERISCHE RECHENNETZE ................................................................................ 41 3.9.3 ANSYS CFX- MOR-MODELL ............................................................................. 43 3.9.4 ANSYS CFX - MECHANICAL .............................................................................. 44 3.10 MODALANALYSE MIT MECHANICAL ......................................................................... 44 3.11 SIMULATIONSERGEBNISSE ZU DEM VATTENFALL-ROD-VIBRATION-TEST .................... 49 3.11.1 ANALYSE DER ERZIELTEN ERGEBNISSE .................................................................... 49 3.11.2 MOEGLICHE URSACHEN FUER DIE BEOBACHTETEN ABWEICHUNGEN ............................ 62 3.11.3 GENAUIGKEIT UND EFFIZIENZ DER BEIDEN MULTIPHYSIKALISCHEN RECHENVERFAHREN ............................................................................................... 63 3.12 ZUSAMMENFASSUNG ........................................................................................... 64 4 WEITERENTWICKLUNG DER KOPPLUNGSSCHNITTSTELLE FUER ZWEIPHASENSTROEMUNGEN ................................................................................ 67 4.1 ERWEITERUNG DES SEMI-IMPLIZITEN KOPPLUNGSSCHEMA .................................... 67 4.2 SIMULATION EINES AUFFUELLVORGANGES MIT ATHLET-ANSYS CFX .................... 68 4.3 WEITERENTWICKLUNG DER KOPPLUNGSSCHNITTSTELLE ZWISCHEN ATHLET UND OPENFOAM FUER ZWEIPHASIGE STROEMUNGEN ...................................................... 83 4.3.1 ARCHITEKTUR DER KOPPLUNGSSCHNITTSTELLE ............................................................ 84 4.3.2 TEST DER ATHLET-OPENFOAM-KOPPLUNGSSCHNITTSTELLE FUER ZWEIPHASIGE STROEMUNGEN ........................................................................................................ 89 4.3.3 NUTZUNG EINES FORTSCHRITTLICHEN KOPPLUNGSALGORITHMUS ZWISCHEN OPENFOAM UND ATHLET ................................................................................ 97 4.4 ZUSAMMENFASSUNG ..........................................................................................108 5 VALIDIERUNG DER KOPPLUNG ATHLET-ANSYS CFX ................................... 109 5.1 EIGENSTAENDIGE ROCOM SIMULATIONEN MIT ANSYS CFX ............................ 109 5.1.1 ROCOM-VERSUCHSANLAGE .............................................................................. 109 5.1.2 ROCOM-VERSUCHE ........................................................................................... 111 5.1.3 GEOMETRIE UND RECHENNETZE .........................................................................113 VI 5.1.4 RECHENNETZE ................................................................................................... 116 5.1.5 MATHEMATISCHE MODELLE ................................................................................. 120 5.1.6 EIGENSTAENDIGE CFD-RECHNUNG ..................................................................... 123 5.1.7 ERGEBNISSE DER EIGENSTAENDIGEN CFD-RECHNUNG ........................................ 125 5.2 EIGENSTAENDIGE SIMULATIONEN MIT ATHLET ..................................................... 138 5.2.1 MODELLIERUNG IN ATHLET ................................................................................ 138 5.2.2 VORBEREITUNG DER KOPPLUNGSCHNITTSTELLEN ..................................................... 139 5.2.3 STATIONAERE EIGENSTAENDIGE RECHNUNGEN MIT ATHLET ................................. 140 5.3 GEKOPPELTE SIMULATIONEN MIT ATHLET-ANSYS CFX ZU DEM ROCOM VERSUCH PKLIIIT1.1 ......................................................................................... 141 5.3.1 ANALYSE DER MOEGLICHEN GRUENDE FUER DIE OSZILLATIONEN UND MASSNAHMEN ZUR VERBESSERUNG DER NUMERISCHEN STABILITAET .............................................. 143 5.3.2 VERBESSERUNG DER NUMERISCHEN STABILITAET DES GEKOPPELTEN RECHENLAUFS ..................................................................................................... 150 5.3.3 ERSTE GEKOPPELTE STABILE SIMULATION MIT ATHLET-ANSYS CFX ................ 150 5.3.4 ERGEBNISSE DER GEKOPPELTEN ATHLET-ANSYS CFX-SIMULATION ............... 151 5.3.5 VERGLEICH DER 1 D-3D-ERGEBNISSE MIT EXPERIMENTELLEN DATEN ................... 161 5.4 ZUSAMMENFASSUNG .......................................................................................... 180 6 ZUSAMMENFASSUNG UND SCHLUSSFOLGERUNGEN .......................................... 181 LITERATURVERZEICHNIS ..................................................................................... 185 ABBILDUNGSVERZEICHNIS ................................................................................ 193 TABELLENVERZEICHNIS ..................................................................................... 203 ABKUERZUNGSVERZEICHNIS ............................................................................... 205 VII
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