Введение к работе
Актуальность работы. Обеспечение безопасности АЭС стало в настоящее время приоритетной проблемой ядерной энергетики. Сооружение защитного купола (контейнмента) признано во всем мире наиболее радикальным способом предотвращения выхода радиоактивности в окружающую среду. В ряде других потенциально опасных технологий, например, в химической, также наблюдается тенденция создания защитных оболочек вокруг наиболее вредных участков производства.
Следует отметить ограниченные возможности полномасштабных экспериментальных исследований с точки зрения надежности воспроизведения реальных условий и больших материальных затрат.
В этой связи вопросы численного расчета термогидродннамических полей (давления, скорости, температуры, концентрации компонентов смеси, в том числе водорода и др.) внутри подобных сооружений при прогнозируемой аварии представляют большой научный и практический интерес.
Цель работы. Разработка комплекса вычислительных программ, ориентированных на расчет термогидродинамичесгагх параметров в областях сложной геометрии, характерных для помещений локализации аварии на АЭС.
Научная новизна. Разработан комплекс вычислительных программ, реализующий модели двух уровнен сложности для расчета процессов в помещениях системы локализации аварии.
В рамках модели 1-го уровня, основанной в математсгческом плане на аппарате обыкновенных дифференциальных уравнений и интегральных соотношений, разработана методика расчета термогидродинамических параметров в помещениях локализации с учетом конденсации парогазовой смеси на внутренней поверхности крупномасштабных полусферы и цилиндра в условиях конвективного движения смеси внутри объекта и нестационарного отвода тепла через стенки ограждающих конструкций в условиях теплообмена с атмосферным воздухом; учитывалось также возможное остаточное объемное тепловыделение.
В рамках модели 2-го уровня разработан комплекс вычислительных программ для расчета пространственных характеристик течения, основанный на решении двумерных уравнений сохранения (массы, импульса, энергии, массы компонента смеси и др.) с помощью метода конечных элементов. Примененный метод позволяет адекватно описывать области сложной геометрии методом триангуляции. Отработан алгоритм расчета скорости и обобщенной Ф-переменной в одних и тех же узлах расчетной сетки (метод "равного порядка"), в отличие от так называемой "смещенной" сетки в методе конечных разностей.
Проведено представительное тестирование комплекса на ряде задач, имеющих достоверное численное либо аналігтическое решение.
Разработанная методика применена для решения ряда задач конвективного тепломассообмена в модельном помещении системы локализации.
Практическая ценность. Разработанный комплекс вычислительных программ может быть использован при проектировании защитных сооружений для прогнозирования параметров и сопровождения экспериментальных исследований
Апробация работы. Результаты работы доложены и обсуждены на научном
семинаре "Теплофизика-90" в ФЭИ (г.Обнинск, 1990г.), на научных семинарах в МО АЭП и на заседаниях кафедры ТОТ МЭИ.
Публикации. По диссертационной работе опубликованы три статьи.
Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, четырех глав, заключения и 9 приложений. Список литературы содержит 115 наименований. Диссертационная работа изложена на 217 страницах, включая 71 рисунок.