Estudio numérico sobre un método de compresión de interfaz para el enfoque de volumen de fluido
Autores: Okagaki, Yuria; Yonomoto, Taisuke; Ishigaki, Masahiro; Hirose, Yoshiyasu
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2021
Acceso abierto
Artículo científico
2021
Estudio numérico sobre un método de compresión de interfaz para el enfoque de volumen de fluido
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Subcategoría
Ingeniería Mecánica
Palabras clave
Termohidráulica
Seguridad
Reactores de agua ligera
Flujo bifásico
Dinámica de fluidos computacional
Método VOF
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 1
Citaciones: Sin citaciones
Muchos problemas termo-hidráulicos sobre la seguridad de los reactores de agua ligera están relacionados con fenómenos complicados de flujo bifásico. En estos fenómenos, el análisis de dinámica de fluidos computacional (CFD) utilizando el método del volumen de fluido (VOF) provoca una difusión numérica generada por el esquema de primer orden hacia adelante utilizado en el término de convección de la ecuación de fracción de volumen. Así, en este estudio, nos centramos en un método de compresión de interfaz (IC) para dicho enfoque VOF; esta técnica previene problemas de difusión numérica y mantiene la acotación y conservación con difusión negativa. Primero, con una resolución de malla suficientemente alta y sin el método IC, se consideró el proceso de validación comparando el crecimiento de amplitud de la ola interfacial entre una lámina de gas bidimensional y un líquido en reposo utilizando la teoría lineal. Las tasas de crecimiento de la perturbación fueron consistentes con la teoría lineal, y se consideró apropiado el proceso de validación. Luego, este proceso de validación confirmó los efectos del método IC sobre la difusión numérica, y derivamos el valor óptimo del coeficiente IC, que es el parámetro que controla la difusión numérica.
Descripción
Muchos problemas termo-hidráulicos sobre la seguridad de los reactores de agua ligera están relacionados con fenómenos complicados de flujo bifásico. En estos fenómenos, el análisis de dinámica de fluidos computacional (CFD) utilizando el método del volumen de fluido (VOF) provoca una difusión numérica generada por el esquema de primer orden hacia adelante utilizado en el término de convección de la ecuación de fracción de volumen. Así, en este estudio, nos centramos en un método de compresión de interfaz (IC) para dicho enfoque VOF; esta técnica previene problemas de difusión numérica y mantiene la acotación y conservación con difusión negativa. Primero, con una resolución de malla suficientemente alta y sin el método IC, se consideró el proceso de validación comparando el crecimiento de amplitud de la ola interfacial entre una lámina de gas bidimensional y un líquido en reposo utilizando la teoría lineal. Las tasas de crecimiento de la perturbación fueron consistentes con la teoría lineal, y se consideró apropiado el proceso de validación. Luego, este proceso de validación confirmó los efectos del método IC sobre la difusión numérica, y derivamos el valor óptimo del coeficiente IC, que es el parámetro que controla la difusión numérica.