Αξιολόγηση νέου μηχανιστικού μοντέλου υπολογισμού της διαμέτρου ανύψωσης φυσαλίδας βάσει της ισορροπίας δυνάμεων για την προσομοίωση ροών με βρασμό σε κώδικες υπολογιστικής ρευστομηχανικής

Τσιμπλιάρης Καγιάρας, Νικόλαος; Tsimpliaris Kagiaras, Nikolaos

dc.contributor.author	Τσιμπλιάρης Καγιάρας, Νικόλαος	el
dc.contributor.author	Tsimpliaris Kagiaras, Nikolaos	en
dc.date.accessioned	2024-05-28T08:42:59Z
dc.date.available	2024-05-28T08:42:59Z
dc.identifier.uri	https://dspace.lib.ntua.gr/xmlui/handle/123456789/59507
dc.identifier.uri	http://dx.doi.org/10.26240/heal.ntua.27203
dc.rights	Αναφορά Δημιουργού-Μη Εμπορική Χρήση-Όχι Παράγωγα Έργα 3.0 Ελλάδα	*
dc.rights	Αναφορά Δημιουργού-Μη Εμπορική Χρήση-Όχι Παράγωγα Έργα 3.0 Ελλάδα	*
dc.rights.uri	http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/3.0/gr/	*
dc.subject	CFD (Computational Fluid Mechanics)	en
dc.subject	Flow boiling	en
dc.subject	PWR (pressurized water reactor)	en
dc.subject	LWR (light-water reactor)	en
dc.subject	Ansys Fluent	en
dc.subject	Υπολογιστική Ρευστομηχανική	el
dc.subject	Αντιδραστήρες πεπιεσμένου ύδατος	el
dc.subject	Αντιδραστήρες ελαφρού ύδατος	el
dc.subject	Ροή με βρασμό	el
dc.title	Αξιολόγηση νέου μηχανιστικού μοντέλου υπολογισμού της διαμέτρου ανύψωσης φυσαλίδας βάσει της ισορροπίας δυνάμεων για την προσομοίωση ροών με βρασμό σε κώδικες υπολογιστικής ρευστομηχανικής	el
dc.title	Evaluation of a novel mechanistic force-balance model of lift-off diameter in cfd (computational fluid mechanics) simulation of boiling flows	en
heal.type	bachelorThesis
heal.classification	Πυρηνική τεχνολογία	el
heal.classification	Υπολογιστική Ρευστομηχανική	el
heal.classification	Βρασμός σε ροή	el
heal.classification	Flow boiling	en
heal.classification	Computational Fluid Mechanics (CFD)	en
heal.classification	Nuclear technology	en
heal.language	el
heal.access	free
heal.recordProvider	ntua	el
heal.publicationDate	2024-02-19
heal.abstract	Στην παρούσα διπλωματική εργασία προτείνεται και αξιολογείται ένα νέο μηχανιστικό μοντέλο για τον υπολογισμό της διαμέτρου ανύψωσης φυσαλίδας για την προσομοίωση πολυφασικών ροών με βρασμό σε κώδικες υπολογιστικής ρευστοδυναμικής (CFD). Το μοντέλο που προτείνεται υπολογίζει τη διάμετρο ανύψωσης φυσαλίδας μέσω της ισορροπίας δυνάμεων που ασκούνται στη φυσαλίδα στη διεύθυνση κάθετη της ροής. Στο μοντέλο εισάγονται δύο παράμετροι προσαρμογής (a,b). Η πρώτη αντιστοιχεί στον λόγο της διαμέτρου επαφής της φυσαλίδας στο τοίχωμα προς τη διάμετρο της φυσαλίδας. Η δεύτερη αποτελεί συντελεστή διόρθωσης προκειμένου να αντιμετωπιστούν οι αβεβαιότητες στον ρυθμό διόγκωσης της φυσαλίδας (πχ πάχος υπέρθερμου στρώματος, συμπύκνωση). Στην παρούσα εργασία, η παράμετρος b διατηρείται σταθερή σε μία επιλεγμένη τιμή και μελετάται η μεταβολή των προβλέψεων του μοντέλου καθώς αλλάζει η παράμετρος a. Στόχος του υπολογιστικού μοντέλου είναι να επιτυγχάνει ακριβή περιγραφή πειραματικών δεδομένων, να παρουσιάζει αντοχή σε μεταβολή των συνθηκών (ρευστού, πίεσης, ροής μάζας και θερμότητας) ενώ σημαντική κρίνεται η απλή δομή του μοντέλου η οποία ελαχιστοποιεί το υπολογιστικό κόστος. Το πλαίσιο προσομοίωσης που χρησιμοποιείται για την προσομοίωση του μοντέλου απαρτίζεται από το Eulerian μοντέλο πολυφασικής ροής δύο ρευστών και το μοντέλο διαμερισμού της ροής θερμότητας του τοιχώματος του Πολυτεχνικού Ινστιτούτου Rensselaer (RPI). Οι συνθήκες προς μοντελοποίηση εισάγονται στο λογισμικό υπολογιστικής ρευστοδυναμικής ANSYS Fluent 2021R το οποίο υποδέχεται το μοντέλο ως συνάρτηση χρήστη (user defined function). Η αξιολόγηση του υπολογιστικού μοντέλου γίνεται με βάση δύο σειρές πειραματικών δεδομένων. Τα –εδραιωμένης αξίας- πειράματα ζέοντος ύδατος σε υψηλές πιέσεις των Bartolomei et al. [1] αποτελούν εξαιρετικά πολύτιμους δείκτες για την αξιοπιστία υπολογιστικών μοντέλων σε ροές με βρασμό καθώς σπανίζουν πειραματικές διατάξεις σε τόσο υψηλές πιέσεις λειτουργίας. Η σειρά πειραμάτων DEBORA [2], [3] κρίνεται, συμπληρωματικά, ιδιαίτερης σημασίας ως προς την αξιολόγηση του μοντέλου καθώς χρησιμοποιεί ένα διαφορετικό ρευστό, το ψυκτικό υγρό διχλωροδιφθορομεθάνιο (R12). Τα αποτελέσματα που προκύπτουν είναι ενθαρρυντικά για περιπτώσεις χαμηλών και μέσων πιέσεων. Σε υψηλές πιέσεις, παρατηρείται σημαντική επιδείνωση των προβλέψεων του μοντέλου. Γενικά, προκύπτει πως το μοντέλο επιτυγχάνει τις καλύτερες προβλέψεις του για τιμές του α μεγαλύτερες του 0.5, δηλαδή για έντονα λειψές φυσαλίδες. Μελέτη της επίδρασης των άλλων συνιστωσών του μοντέλου διαμερισμού της ροής θερμότητας του τοιχώματος, δηλαδή της πυκνότητας των εστιών πυρηνοποίησης και της συχνότητας αναχώρησης φυσαλίδας διαφαίνονται ως οι κύριες κατευθύνσεις για περαιτέρω έρευνα.	el
heal.advisorName	Μητράκος, Δημήτριος	el
heal.committeeMemberName	Μητράκος, Δημήτριος	el
heal.committeeMemberName	Πετρόπουλος, Νικόλαος	el
heal.committeeMemberName	Ρούνη, Παναγιώτα	el
heal.academicPublisher	Εθνικό Μετσόβιο Πολυτεχνείο. Σχολή Μηχανολόγων Μηχανικών. Τομέας Πυρηνικής Τεχνολογίας	el
heal.academicPublisherID	ntua
heal.numberOfPages	57 σ.	el
heal.fullTextAvailability	false
heal.fullTextAvailability	false