Implementación de turbulencia de alta y+ y esfuerzo cortante para flujos en canales estrechos del reactor de isótopos de alta fluencia
Autores: Popov, Emilian; Mecham, Nicholas; Grubbs, Taylor
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2025
Acceso abierto
Artículo científico
2025
Implementación de turbulencia de alta y+ y esfuerzo cortante para flujos en canales estrechos del reactor de isótopos de alta fluencia
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Subcategoría
Ingeniería Mecánica
Palabras clave
Predicciones de ingeniería
Características de la turbulencia
Canales curvados y estrechos
Reactores de investigación
Modelo de turbulencia
Flujos en canales paralelos
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
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El objetivo de la investigación de este trabajo fue mejorar las predicciones de ingeniería de las características de turbulencia de los flujos en canales estrechos y curvados. Tales flujos de canal se encuentran comúnmente en reactores de investigación y prueba nuclear, siendo uno de ellos el reactor de isótopos de alto flujo (HFIR). Los reactores de investigación soportan altos flujos de calor, y el cálculo adecuado de la turbulencia es fundamental para el funcionamiento seguro y confiable del reactor. El estudio se basa en los resultados de una simulación numérica directa anterior de la turbulencia para informar un modelo de turbulencia de esfuerzo cortante de Navier-Stokes promediado por Reynolds bien conocido y mejora su precisión en la simulación de flujos en canales paralelos. Se sugiere una nueva formulación del término de pérdida en la ecuación de conservación de la disipación. Combinada con mallas computacionales de gran distancia de pared, la nueva implementación proporciona una solución de flujo de rápida ejecución, adecuada para fines de ingeniería. Se sugiere la generalización del modelo para flujos en canales paralelos, en un rango más amplio de números de Reynolds friccionales, introduciendo una nueva forma de las constantes del modelo.
Descripción
El objetivo de la investigación de este trabajo fue mejorar las predicciones de ingeniería de las características de turbulencia de los flujos en canales estrechos y curvados. Tales flujos de canal se encuentran comúnmente en reactores de investigación y prueba nuclear, siendo uno de ellos el reactor de isótopos de alto flujo (HFIR). Los reactores de investigación soportan altos flujos de calor, y el cálculo adecuado de la turbulencia es fundamental para el funcionamiento seguro y confiable del reactor. El estudio se basa en los resultados de una simulación numérica directa anterior de la turbulencia para informar un modelo de turbulencia de esfuerzo cortante de Navier-Stokes promediado por Reynolds bien conocido y mejora su precisión en la simulación de flujos en canales paralelos. Se sugiere una nueva formulación del término de pérdida en la ecuación de conservación de la disipación. Combinada con mallas computacionales de gran distancia de pared, la nueva implementación proporciona una solución de flujo de rápida ejecución, adecuada para fines de ingeniería. Se sugiere la generalización del modelo para flujos en canales paralelos, en un rango más amplio de números de Reynolds friccionales, introduciendo una nueva forma de las constantes del modelo.