Numerická simulace proudění chladiva v palivovém souboru reaktoru VVER1000 pomocí lattice Boltzmannovy metody

Abstract

Předkládaná práce se zabývá 3D numerickou simulací nestacionárního turbulentního proudění chladiva v palivovém souboru TVSA-T reaktoru VVER1000 jaderné elektrárny Temelín pomocí metody simulace velkých vírů (LES - Large-Eddy-Simulations). Z důvodu geometrické složitosti palivového souboru a velké výpočtové náročnosti LES, byl pro numerické simulace vyvinut řešič založený na lattice Boltzmannově metodě. Metoda je známá pro svou relativně jednoduchou algoritmizaci, iterační rychlost a schopnost velmi efektivní paralelizace. Cílem práce je řešit intenzitu laterálních toků chladiva vyvolaných turbulencemi od mřížek palivových souborů. Dosažené numerické výsledky nestacionárního turbulentního proudění ve formě pole rychlostí a tlaků přispívají ke stanovení budících sil palivových proutků. Znalost těchto nestacionárchních sil přináší vhled do problematiky vzniku netěsností palivových proutků jejich otěrem o distanční mřížky nazývané Grid-to-Rod fretting. Autor se domnívá, že podle jemu dostupných informací byl první, který aplikoval lattice Boltzmannovu metodu na řešení úloh v oblasti problematiky Grid-to-Rod fretting, což lze považovat za přínos této disertační práce. Přednostmi této metody jsou zejména výpočetní rychlost a efektivní paralelizovatelnost, což umožňuje simulovat proudění chladiva v oblastech zachycujících větší části palivového souboru a pro delší časové intervaly. Tím lze získat přesnější znalost charakteristik proudového pole. Alpikace lattice Boltzmannovy metody pro řešení úloh v oblasti Grid-to-Rod fretting je z tohoto důvodu významným přínosem.