基于界面跟踪与两流体模型的耦合模型对金属液柱碎化的数值模拟
本文选题:数值模拟 切入点:多相流 出处:《核动力工程》2017年03期 论文类型:期刊论文
【摘要】:针对熔融物与冷却剂相互作用(FCI)过程中多尺度相界面共存的复杂流型,将基于流体体积法(VOF)的界面跟踪模型与两流体模型耦合在一套统一的数值求解框架下,得到一个新的多相流数值模型,可以模拟大尺度界面流体与小尺度界面流体共存的复杂多相流过程。该模型中,对于动量场,流体根据界面尺度分为连续相和离散相。连续相界面通过VOF/PLIC方法进行捕捉,离散相表面积浓度分布通过表面积输运方程模拟。耦合模型的控制方程通过MCBA-SIMPLE算法求解。使用该模型对金属液柱的流动和碎化过程进行模拟,并与实验观测结果进行对比,同时还对液柱碎化速率模型和金属液滴初始直径的影响进行了探讨。结果表明:原液柱碎化模型对液柱贯穿深度有所高估;金属液滴初始直径的选择将对熔融物的冷却效率造成显著影响。
[Abstract]:For the melt coolant interaction (FCI) in the process of multi scale phase interface complex flow patterns coexist, will be based on the volume of fluid (VOF) interface tracking model and two fluid model coupling in a unified numerical framework, a new multiphase flow numerical model can simulate large scale the fluid fluid interface and small scale interface coexistence of complex multiphase flow process. In this model, the momentum field, according to the fluid interface scale is divided into continuous and discrete phase. The continuous phase interface were captured by the VOF/PLIC method, the discrete phase surface area concentration distribution by surface transport equation simulation. Control equations of the coupling model by MCBA-SIMPLE algorithm using the model. The column liquid metal flow and the fragmentation process is simulated, and results were compared with experimental observations, but also on the liquid column broken rate model and droplet initial straight The influence of the diameter is discussed. The results show that the column breaking model is overestimated for the penetration depth of the liquid column, and the initial diameter of the metal droplet will significantly affect the cooling efficiency of the melt.
【作者单位】: 上海交通大学核科学与工程学院;中国核动力研究设计院核反应堆系统设计技术重点实验室;
【基金】:国家科技重大专项资助(2011ZX06004-024,2011ZX06004-008)
【分类号】:O359
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,本文编号:1601251
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