Das GRS-Leistungsspektrum: Reaktorsicherheit, Entsorgung, Umweltschutz
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1 Das GRS-Leistungsspektrum: Reaktorsicherheit, Entsorgung, Umweltschutz GRS Köln, 6. Juni 2007 Computational Fluid Dynamics Codes Entwicklung und Validierung im Forschungsverbund M. Scheuerer GRS Fachforum, 06. Juni
2 Inhalt Motivation und Ziele CFD-Forschungsverbund Partner & Zusammenarbeit Stand der Arbeiten Computational Fluid Dynamics Forschungs- und Entwicklungsbedarf Zusammenfassung GRS Fachforum, 06. Juni
3 Anforderungen Quantifizierung von Sicherheitsmargen Bewertung von Notkühlwirksamkeit Methoden Modellanlagen & Großversuche Weiterentwicklung der Simulationstechnik CFD-Verbund moderne Simulationstechnik Mehrdimensionale Phänomene Zweiphasenströmungen & Phasenübergang Validierung Kopplung GRS Fachforum, 06. Juni
4 CFD-Forschungsverbund: Partner FZ Dresden TU München TD FZ Karlsruhe TU München ES GRS ANSYS Germany Univ. Stuttgart IKE Hochschule Zittau/Görlitz IPM GRS Fachforum, 06. Juni
5 CFD-Forschungsverbund: Projekte Simulation von 3D-Strömungen im Primärkreis und Sicherheitseinschluss von Druckwasserreaktoren Entwicklung und Validierung von Turbulenzmodellen Entwicklung und Validierung von Zweiphasenmodellen Koordination und Ausführung von Validierungsexperimenten Kopplung des CFD-Moduls mit ATHLET (GRS) DYN-3D (FZ Dresden) Entwicklung von Best Practice Guidelines und Checklisten GRS Fachforum, 06. Juni
6 Beobachter & Gäste National Framatome ANP TÜV Süd München Stuttgart TÜV Nord Ruhr-Universität Bochum FLUIDYN INBUREX International IRSN (Paris, Grenoble) NRG Vattenfall ETH Zürich Paul-Scherrer-Institut Fachhochschule Aargau Universität Pisa GRS Fachforum, 06. Juni
7 Internationale Zusammenarbeit CFD-Verbund OECD Writing Groups NURESIM NORTHNET GRS Fachforum, 06. Juni
8 Veranstaltungen & Kommunikation Jahrestagung Kerntechnik Fachsitzungen 2005 & CFD4NRS, Garching Internationaler Workshop OECD/IAEA 100 Teilnehmer Kurzlehrgang & Workshop Multi-Phase Flows FZ Dresden & ANSYS > 100 Teilnehmer NURETH, DECHEMA-GVC, GRS Fachforum, 06. Juni
9 CFD-Forschungsverbund : Arbeitsgebiete Primärkreis Zweiphasenströmungen Niedrige/hohe Volumenanteile Freie Oberflächen Phasenübergang Demonstrationstestfälle ROCOM TOPFLOW Numerik Effizienz Robustheit Sicherheitseinschluss Turbulenzmodellierung Instationäre Strömungen Auftrieb Gemischtransport Wasserstoff Kondensation Wand Rekombinatoren Wärmeübergang in Struktur & Fluid Wasserstoffverbrennung Kopplung GRS Fachforum, 06. Juni
10 Horizontale Rohrströmungen Thomas Höhne & Christopher Vallee, FZ Dresden GRS Fachforum, 06. Juni
11 Horizontale Rohrströmungen GRS Fachforum, 06. Juni
12 Horizontale Rohrströmungen GRS Fachforum, 06. Juni
13 Demonstrations-Testfall: VVER 1000 VVER 1000 Unit 6, Kozloduy, Bulgarien OECD Benchmark Geometrisches Modell Downcomer & Kern Unteres & oberes Plenum Rechennetz 13 Millionen Elemente Simulation ANSYS CFX Parallel 4 d 14 d Michael FZ Karlsruhe GRS Fachforum, 06. Juni
14 274 Assembly outlet temperatures initial state Temperaturen am Kernaustritt 273 Temp. [ C] 272 CFX 2nd order Measurements CFX/1st order Assembly No Assembly outlet temperatures final state Temperature [ C] Assem bly no Measurements CFX 2nd order CFX 1st order Temp [ C] GRS Fachforum, 06. Juni
15 Qualitätssicherung Trennung von Numerik- und Modellfehlern Fehlerhierarchie Iterationsfehler Diskretisierungsfehler Modellfehler Untersuchung von Gitterabhängigkeit Konvergenzverhalten Modellparametern Modellfehler Sicherstellung der Ergebnisqualität Best Practice Guidelines Checklisten GRS Fachforum, 06. Juni
16 Weiterentwicklung: Einphasige Strömungen Turbulenzmodellierung: Transiente Phänomene Auftrieb Gross-skalige Strömungen im Sicherheitseinschluss SAS- & LES-Ansätze Konzentrations- und Wärmetransport Wasserstoffverbrennung GRS Fachforum, 06. Juni
17 Zweiphasige Strömungen Phasenübergang Kondensation 106 Verdampfen Kombinierte Phänomene 460,00 440,00 31 Strahl & Blasen Blasen & Propfen Dynamische Topologie von Phasengrenzflächen Turbulenz- und Wärmeübergangsmodelle Temperature, K 420,00 400,00 380,00 360,00 340,00 320,00 300,00 Data Calc., condensation, h = Calc., condensation, h = ,00 0,02 0,04 0,06 0,08 0,10 0,12 Height, m GRS Fachforum, 06. Juni
18 Numerische Verfahren Verbesserung der Effizienz Transiente Strömungen Variablenkopplung Robustheit Adaptive Verfahren Verbesserung der Genauigkeit Adaptive Rechennetze Adaptive Zeitschrittverfahren Diskretisierungsmethoden GRS Fachforum, 06. Juni
19 Kopplung 1D/3D-Kopplung FLUBOX & ATHLET ANSYS CFX & ATHLET Fluid-Struktur-Wechselwirkung CFD Strukturmechanik Strukturmechanik CFD Kopplung mit Neutronenkinetik GRS Fachforum, 06. Juni
20 Zusammenfassung Motivation für die Anwendung von CFD-Verfahren Ziele des CFD-Forschungsverbunds Zusammenarbeit & Kommunikation Ergebnisse Horizontale Rohrströmungen mit Kondensation ROCOM, TOPFLOW, VVER-1000 Benchmark Weiterentwicklung Modelle Numerik Kopplung GRS Fachforum, 06. Juni
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