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CFD-Code FLUTAN Nozioni di base: FLUTAN è un codice di calcolo altamente vettorializzare per le analisi fluidodinamici e termici-idraulici 3d costante e transitori in coordinate cartesiane o cilindri. È stato sviluppato per simulare i flussi monofase con piccola comprimibilità. Le equazioni di conservazione per la massa, quantità di moto, l'energia, la concentrazione di un contaminante, e le quantità di turbolenza sono risolti. librerie di proprietà dei materiali sono disponibili per i fluidi acqua, aria, sodio, piombo e piombo-bismuto. Numerici: Le equazioni sono discretizzati su una griglia strutturata con un metodo dei volumi finiti. Una griglia sfalsata è utilizzato per le velocità. La discretizzazione dei termini diffusivi viene eseguita da un regime differenza centrale. Un primo ordine di bolina o di uno dei due metodi di bolina secondo ordine (rapido e LECUSSO) possono essere scelti per i termini convettivi. Diversi risolutori Poisson sono disponibili per il calcolo della pressione mediante la tecnica ICE, ad esempio il risolutore Cresor. Un implicito di Eulero-metodo di primo ordine viene utilizzato per il tempo discretizzazione. E recentemente sviluppata caratteristiche numeriche implementate stanno raggiungendo una efficienza più grande e una maggiore precisione: Uno è un metodo di griglia di affinamento trattate esplicitamente statica locale per la griglia cartesiana. L'altro è un nuovo metodo per utilizzare le coordinate montati corpo in un basando codice su una griglia sfalsata: equazioni di conservazione si trasformano da cartesiano a un sistema curvilineo generale mantenendo i componenti di velocità cartesiane fisiche come variabili dipendenti e definendo tre velocità cartesiano componenti su ogni superficie cellulare. Calcolato campo temperatura istantanea sulle superfici di un esperimento di raffreddamento pozzetto. Vista da sotto il dominio del fluido. Le zone blu rappresentano le temperature superficiali più fredde, la superficie straggly rosso e giallo rappresenta la distribuzione della temperatura sulla piastra di riscaldamento. (Groetzbach et al. 2001) modelli fisici: Diversi modelli di turbolenza sono disponibili in basando FLUTAN sulle equazioni di trasporto per alcune grandezze di turbolenza. Il più importante è il modello di turbolenza per flussi galleggiamento (TMBF) costituito da un primo ordine k-eps modello in una formulazione a basso numero di Reynolds ed un secondo ordine di cinque equazioni turbolenza termica modello flux. Il TMBF contiene una serie di modelli che sono stati sviluppati per applicazioni numero di Prandtl variabile sulla base dei nostri risultati di simulazione numerica diretti dal turbito-codice. In diversi parametri di riferimento si è scoperto che il TMBF nel suo stato di sviluppo attuale è un potente strumento almeno per convezione forzata e mista anche per i flussi di metallo liquido. Le attività di sviluppo del modello si concentrano sulla realizzazione di una gamma più ampia applicazione dei più sofisticati modelli di turbolenza. Applicando un concetto corpo poroso con porosità dipendenti maglia-cellulari e permeabilità di superficie dipendente dalla direzione permette di modellare strutture interne efficacemente con scale sotto le larghezze di griglia e di imitare le pareti interne ed esterne alle superfici cellulari. Speciali condizioni al contorno termiche sono disponibili come un modello di scambiatore di calore, un modello muro 1D, e un modello per la radiazione di calore da superfici solide. Un modello di conduzione di calore 3d a strutture solide stato sviluppato per simulare il loro trasporto interno non uniforme del calore. Le temperature struttura vengono discretizzati su una griglia distinto in cui si risolve l'equazione di conduzione di calore. Pre - e post-trattamento: Questi strumenti sono stati sottoposti a una mostra permanente e la modifica. Con lo sviluppo di interfacce adeguate, la specifica geometria interattiva e mesh era possibile; una interfaccia utente basata su Tcl / Tk ha permesso di gestire il sistema di codice e di controllare in modo interattivo in esecuzione di posti di lavoro; diverse interfacce di output permettono di analizzare i risultati da parte di alcuni strumenti di grafica, ad esempio è possibile animare presentazioni anche 3d di dati dal software AVS. campo di temperatura nel modulo MEGAPIE e nella sua parte inferiore. Il PBBI sta scendendo dal radiatore anulare nella fessura anulare sottile, è volumetricamente riscaldata al minore 0,3 m dal fascio di protoni, ed è in aumento all'interno del tubo guida in acciaio a causa di forze di galleggiamento. Il getto di bypass per raffreddare il emisferica di acciaio & lsquo; finestra & rsquo; è modellato da una sorgente di fluido freddo di 1,18 kg / s. Il trasferimento di calore attraverso il tubo di guida riscalda il fluido down-venire fortemente e quindi rende la finestra raffreddamento meno efficiente. (Al. Groetzbach et 2002). Campi di applicazione: FLUTAN è stato accuratamente testato e verificato. Ha partecipato con successo a diversi parametri di riferimento, alcuni con le previsioni ciechi per alcuni esperimenti. Era già ampiamente utilizzata nel settore nucleare indagare la rimozione del calore di decadimento dalla piscina di tipo LMFBRs, analizzare il raffreddamento dei gusci di contenimento PWR per convezione naturale ed irraggiamento, interpretare monofase raffreddamento a lungo termine di un nucleo colata in raffreddamento concetto coppa facoltativa del EPR (vedi figura in alto sopra), e per prevedere il flusso e il comportamento di raffreddamento in indirizza gli annunci e il relativo modulo di destinazione MEGAPIE (vedi figura in basso in alto). I riferimenti al codice Bottoni, M. Willerding, G. algoritmi soluzione avanzata per transitori multidimensionali problemi di flusso termoidraulici a geometrie complesse con il programma Commix-2 / KfK. Nucl. Engng & amp; Progettare 100 (1987) pp.351-65. Borgwaldt, H. Cresor, un robusto Vettorializzare Poisson Risolutore Implementato nel Commix-2 (V) Codice termo-idraulico. Int. Conf. Su Supercomputing in applicazioni nucleari (SNA 90). Mito City, Giappone, Marzo 12-16 (1990) pp. 346-351. Guenther, C. Fortgeschrittene bolina-Differenzen-Verfahren zur numerischen Loesung der Konvektions-Diffusionsgleichung. Abilitazione, Universitaet Karlsruhe (1992) KfK 4697 Willerding, G. Baumann, W. FLUTAN 2.0 Input Specifiche. Forschungszentrum Karlsruhe (1996) FZKA 5712. Ammann, T. Entwicklung eines impliziten Verfahrens zur lokalen Verfeinerung eines strukturierten Gitters; Tesi di laurea, Universitaet Karlsruhe (1997) FZKA 5864 Carteciano L. N. Weinberg D. Mueller U. 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INFORUM Bonn (2002) pp 559 & ndash; 563 Per ulteriori riferimenti sul codice FLUTAN e le sue applicazioni in considerazione la banca dati di pubblicazioni FZK e cercare le pubblicazioni degli autori di cui sopra. Persona di contatto: G. Groetzbach, e-mail: groetzbach a kit. edu
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