Разделы презентаций
- Разное
- Английский язык
- Астрономия
- Алгебра
- Биология
- География
- Геометрия
- Детские презентации
- Информатика
- История
- Литература
- Математика
- Медицина
- Менеджмент
- Музыка
- МХК
- Немецкий язык
- ОБЖ
- Обществознание
- Окружающий мир
- Педагогика
- Русский язык
- Технология
- Физика
- Философия
- Химия
- Шаблоны, картинки для презентаций
- Экология
- Экономика
- Юриспруденция
Применение методики КАБАРЕ для численного моделирования задач водородной
Содержание
- 1. Применение методики КАБАРЕ для численного моделирования задач водородной
- 2. Водородная взрывобезопасность АЭС
- 3. Слайд 3
- 4. Масса циркония в а.з. РУ ВВЭР, PWR
- 5. Нодализационная схема СОКРАТ для РУ ВВЭР
- 6. AREVA PAR FR1-1500T производительность:5.36 кг/ч (при 1.5
- 7. перемешивание/стратификацияестественная и вынужденная конвекция, вызванная:источниками массы (инжекция
- 8. Программы международных экспериментальных исследований в области обеспечения ВБ на АЭС
- 9. Экспериментальная установка PANDA (PSI, Швейцария)Объем 2-х сосудов
- 10. Методология проведения расчетно-экспериментальных исследованийСистема измерений сосуда установки
- 11. Расчетный инструментарий для анализа экспериментов
- 12. Методика КАБАРЕ
- 13. Беспараметрическое моделирование задач водородной безопасности на основе
- 14. Слайд 14
- 15. СПОСОБЫ ОПТИМИЗАЦИИ АЛГОРИТМАРеализованы приближения сжимаемой и слабосжимаемой
- 16. Асинхронные межпроцессорные обмены
- 17. Консервативные переменные - в ячейкахПотоковые переменные -
- 18. Асинхронные обмены между процессамиПодготовка данных для расчета
- 19. Асинхронное интегрирование по времени
- 20. Вычислительная сложность (вес)Асинхронное интегрирование по времени
- 21. Разбиение на партиции по весамАсинхронное интегрирование по времени
- 22. tx1-ая группа2-ая группа3-я группаСинхронное интегрированиеАсинхронное интегрированиеElem[1] =
- 23. Intel® Trace Analyzer and Collector
- 24. Моделирование турбулентности
- 25. 6431283DNS* – pseudo-spectral method 5123 *Van Rees
- 26. Моделирование турбулентности (пристеночная турбулентность)*DNS[13]: Khoury, G.K.E. et
- 27. Моделирование турбулентных струйИнжекция струи гелия в спутный
- 28. Моделирование естественной конвекцииСхема экспериментаСеткаПоле скоростей (эксперимент) Ra
- 29. Моделирование экспериментов на установке PANDA
- 30. Модель многокомпонентной смеси газов для гипозвуковых течений (M
- 31. Моделирование конденсации пара на стенках сосуда Скорость
- 32. HYMERES Слепой бенчмарк HP1_6_2
- 33. Level B calculated with the BEMTime history
- 34. Finer mesh (~3 mln)Coarse mesh (~1 mln)HP1_6_2~2 weeks on 980 procs~week on 560 procs
- 35. ExperimentCoarse meshFiner meshACHP1_6_2 (Stratification break-up by jet/plume with obstacle)
- 36. Coarse mesh145-350sFiner mesh50-250sHP1_6_2 (Stratification break-up by jet/plume with obstacle)
- 37. Моделирование теплообмена излучениемВ экспериментах на крупномасштабной установке
- 38. ExperimentFiner mesh with radFiner mesh no rad HP1_6_2 (Stratification break-up by jet/plume with obstacle)
- 39. Finer mesh av 224-429sFiner mesh norad av
- 40. HP1_6_2 (Stratification break-up by jet/plume with obstacle)
- 41. HYMERES HP2_1 и HP2_2 Поле температуры при
- 42. Конфигурация эксперимента HP2_1_2Сценарий эксперимента HP2_1_2
- 43. ТемператураМольная доля гелияСкорость (вертикальная компонента)
- 44. Слайд 44
- 45. HYMERES-2 Слепой бенчмарк H2P1_10Injection tubeIP is blockedPIV laserPIV camera
- 46. H2P1_6
- 47. 3 ячейки на отверстие Общее к-в ячеек
- 48. Слайд 48
- 49. Безопасность водородной энергетики
- 50. Hydrogen release from TPRD under the vehicle
- 51. [1] 2009 Honda FCX Specifications. http://www.hondaclarity.org/.Hydrogen release from TPRD under the vehicle
- 52. Истечение из сосуда высокого давления
- 53. Слайд 53
- 54. 1.1
- 55. D=1.3 см, W=40D, L=100DСетка: 879 000
- 56. N=1.42N=3.57
- 57. N=1.42N=3.57
- 58. Эмпирические формулы:Zm=4.87D;Dm=2.92DZm=4.69D;Dm=2.81DKIT HD35-37Dm/Lm=0.6Dm/Lm=0.6
- 59. KIT HD35-37
- 60. Спасибо за внимание
- 61. Скачать презентанцию
Водородная взрывобезопасность АЭС
Слайды и текст этой презентации
Слайд 1«Применение методики КАБАРЕ для численного моделирования задач водородной безопасности»
Канаев А.А.,
Глотов В.Ю.
Слайд 4Масса циркония в а.з. РУ ВВЭР, PWR и BWR и
оцененные массы водорода (оценка “сверху” из-за окисления циркниевых оболочке в
активной зоне)
Слайд 6AREVA PAR FR1-1500T
производительность:
5.36 кг/ч (при 1.5 бар, С(Н2) =
4 %)
Общая схема потока газа через ПАР
Пример монтажа ПАР
Слайд 7перемешивание/стратификация
естественная и вынужденная конвекция, вызванная:
источниками массы (инжекция пара/водорода)
источниками тепла
выделение тепла
работающего рекомбинатора
стоками тепла
конденсация пара на стенках ЗО
объемная конденсация пара
работа теплообменника-конденсатора
работой
спринклерной системывлияние теплопереноса излучением
Физические процессы и явления в защитной оболочке АЭС, влияющие на формирование локальных зон с повышенной концентрацией водорода
Слайд 9Экспериментальная установка PANDA (PSI, Швейцария)
Объем 2-х сосудов 183,3 м3
Экспериментальная установка
MISTRA (CEA, Франция)
Объем сосуда 97,6 м3
Крупномасштабные многобоксовые экспериментальные установки
Слайд 10Методология проведения расчетно-экспериментальных исследований
Система измерений сосуда установки PANDA
226 термопар для
измерения температуры (макс. погрешность измерений 1,16 °C)
58 капилляров для измерения
концентраций (макс. погрешность измерений 1,2%, +/- 2-3 с)Velocimetry Image Particle (PIV) для измерения скорости в выбранных областях (погрешность <2%)
Обязательные компоненты исследований
Обоснование прототипности испытаний
Инструментированные установки и метрологические испытания стенда (на месте установки)
Испытания на тепловые балансы, проведение «опорных испытаний»
На всех этапах до и после проведения экспериментов – расчетное сопровождение
Расположение термопар в центральном сечении Сосуда 1 установки PANDA
Слайд 13Беспараметрическое моделирование задач водородной безопасности на основе схемы КАБАРЕ
ОСНОВНЫЕ СВОЙСТВА
СХЕМЫ КАБАРЕ
Явная аппроксимация уравнений
Строгое выполнение законов сохранения (консервативность)
Отсутствие настроечных параметров
(неявное моделирование «подсеточных» масштабов турбулентности на «грубых» сетках) ЗАДАЧИ
Повышение предсказательной силы численного моделирования. Разработка методики для квази- прямого численного моделирования задач ВБ без использования «подгоночных» параметров и полуэмпирических моделей
Повышение вычислительной эффективности численной методики
КАБАРЕ
(Головизнин, Самарский, 1998)
Слайд 15СПОСОБЫ ОПТИМИЗАЦИИ АЛГОРИТМА
Реализованы приближения сжимаемой и слабосжимаемой гидродинамики для многокомпонентных
газовых сред
Параллельная реализация для многопроцессорных вычислений (технология MPI) с асинхронными
обменами (ISend, IRecv)Реализована возможность асинхронного интегрирования уравнений по времени
Слайд 17Консервативные переменные - в ячейках
Потоковые переменные - на гранях
Фаза-1: Расчет
потоковых переменных
на основе значений в ячейках
Фаза-2: Расчет консервативных переменных
на основе
значений на гранях
Слайд 18Асинхронные обмены между процессами
Подготовка данных для расчета на граничных гранях
Вычисления
на внутренних гранях
Обмен между процессами
Завершение вычислений на граничных гранях
Фаза-1:
Фаза-2:
Слайд 22t
x
1-ая группа
2-ая группа
3-я
группа
Синхронное интегрирование
Асинхронное интегрирование
Elem[1] = 898057 / 2151630
(41.738449%)
Elem[2] = 1232828 / 2151630 (57.297398%)
Elem[3] = 20745 / 2151630
(0.964153%)acceleration = 2.497037
![tx1-ая группа2-ая группа3-я группаСинхронное интегрированиеАсинхронное интегрированиеElem[1] = 898057 / 2151630 (41.738449%)Elem[2] = 1232828 / 2151630 (57.297398%)Elem[3] =](/img/thumbs/26d390f2fc5d098e66e1482f144c645e-800x.jpg "Применение методики КАБАРЕ для численного моделирования задач водородной tx1-ая группа2-ая группа3-я группаСинхронное интегрированиеАсинхронное интегрированиеElem[1] = 898057 / 2151630 (41.738449%)Elem[2]")
Слайд 25643
1283
DNS* – pseudo-spectral method 5123
*Van Rees W.M., Leonard A.,
Pullin D.I., Koumoutsakos P. A comparison of vortex and pseudo-spectral
methods for the simulation of periodic vortical flows at high Reynolds numbers. J. Comput. Phys., 2011, vol. 230, pp. 2794-2805.Скорость диссипации
Энергетический спектр
Моделирование турбулентности (свободная турбулентность)
Закон Колмогорова, -5/3
Слайд 26Моделирование турбулентности
(пристеночная турбулентность)
*DNS[13]: Khoury, G.K.E. et al. Direct Numerical
Simulation of Turbulent Pipe Flow at Moderately High Reynolds Numbers
// Flow Turbulence Combust (2013), 2013. 91: p. 475-495.Сеточное разрешение на стенке: r+=3, phi+=10, z+=20
Ncells:NDNS=1:50
Профили турбулентных напряжений
DNS
*DNS[13]: Khoury, G.K.E. et al. Direct Numerical Simulation of Turbulent Pipe Flow at Moderately High Reynolds Numbers // Flow Turbulence Combust (2013), 2013. 91: p. 475-495.
Сходимость по КГС
Поле завихренности, Re=19000
КАБАРЕ
![Моделирование турбулентности (пристеночная турбулентность)*DNS[13]: Khoury, G.K.E. et al. Direct Numerical Simulation of Turbulent Pipe Flow at Moderately](/img/thumbs/fcfd4e3bd99a799beab28d3b8c85f81f-800x.jpg "Применение методики КАБАРЕ для численного моделирования задач водородной Моделирование турбулентности (пристеночная турбулентность)*DNS[13]: Khoury, G.K.E. et al. Direct Numerical Simulation")
Слайд 27Моделирование турбулентных струй
Инжекция струи гелия в спутный поток воздуха (эксперимент
из базы данных ERCOFTAC)
Грубая сетка (211 тыс. ячеек)
Подробная сетка
(834 тыс. ячеек)Сходимость решения при сгущении сетки
Струя гелия (плотность)
Концентрация гелия
вдоль оси
Скорость вдоль оси
Слайд 28Моделирование естественной конвекции
Схема эксперимента
Сетка
Поле скоростей (эксперимент)
Ra = 6 109
Поле
скоростей (расчет,
сетка 643)
Энергетический спектр пульсаций скорости в центре куба.
D
d
D
Закон
Колмогорова, -5/3
Слайд 30Модель многокомпонентной смеси газов для гипозвуковых течений (M
«динамическое» давление (приближение слабой сжимаемости, вводится искусственная сжимаемость)
Слайд 31Моделирование конденсации пара на стенках сосуда
Скорость конденсации пара, сравнение
с
CFX PostTest (k-ω based SST)
Давление (Эксперимент PE4, фаза накачки
пара)Диффузионный поток пара
Конденсационный поток тепла на стенку
Модель диффузионного слоя в приближении тонкой пленки
Слайд 33Level B calculated with the BEM
Time history of gas temperature
at position B20 (z=7500 mm) calculated with the CM
HP1_6_2 Benchmark
results (blind phase)
Слайд 35Experiment
Coarse mesh
Finer mesh
A
C
HP1_6_2 (Stratification break-up by jet/plume with obstacle)
Слайд 36Coarse mesh
145-350s
Finer mesh
50-250s
HP1_6_2 (Stratification break-up by jet/plume with obstacle)
Слайд 37Моделирование теплообмена излучением
В экспериментах на крупномасштабной установке PANDA парциальное давление
пара находится в пределах 0.8 и 1.3 бар. Можно вычислить
«оптическую толщину» слояτ= κ P L;
κ=“средний” коэффициент поглощения для пара (atm-1 m-1)
Аппроксимация по Планку (для τ <<1):
κP= 18.4 (555.56/T) [1-0.054(555.56/T)2] = 18.4 atm-1 m-1 при 555.56K (288 oC)
Аппроксимация по Росселанду (для τ >>1):
κR~ 120 atm-1 m-1 при 555.56K и 1бар.
Т.к. L=0(1);
τ= 15-160 (в зависимости от условий) >> 1
Модель Росселанда лучистой теплопроводности
Теплообмен со стенкой
Слайд 38Experiment
Finer mesh with rad
Finer mesh no rad
HP1_6_2 (Stratification break-up
by jet/plume with obstacle)
Слайд 39Finer mesh av
224-429s
Finer mesh norad av
224-429s
Finer mesh av
224-429s
Finer mesh norad av
224-429s
HP1_6_2 (Stratification break-up by jet/plume with
obstacle)
Слайд 41HYMERES HP2_1 и HP2_2
Поле температуры при работе верхнего рекомбинатора
Поле
температуры при работе нижнего рекомбинатора
Мольная доля гелия
Мольная доля гелия
Тепловой эффект
работы рекомбинатора водородаПринцип работы ПАР
Имитатор ПАР
(нагреватель)
Слайд 473 ячейки на отверстие
Общее к-в ячеек ~10 млн
Elem[1] =
257206 / 10513594 (2.446414%)
Elem[2] = 2773313 / 10513594 (26.378354%)
Elem[3] =
6660134 / 10513594 (63.347833%)Elem[4] = 822941 / 10513594 (7.827399%)
acceleration_theory = 2.155093
![3 ячейки на отверстие Общее к-в ячеек ~10 млнElem[1] = 257206 / 10513594 (2.446414%)Elem[2] = 2773313 /](/img/thumbs/00839ccaf581a4e59b9d8bcd00ebe222-800x.jpg "Применение методики КАБАРЕ для численного моделирования задач водородной 3 ячейки на отверстие Общее к-в ячеек ~10 млнElem[1] = 257206")
Слайд 51[1] 2009 Honda FCX Specifications. http://www.hondaclarity.org/.
Hydrogen release from TPRD under
the vehicle
![[1] 2009 Honda FCX Specifications. http://www.hondaclarity.org/.Hydrogen release from TPRD under the vehicle](/img/thumbs/fa85666f7ba920a325ed2a91a9f05039-800x.jpg "Применение методики КАБАРЕ для численного моделирования задач водородной [1] 2009 Honda FCX Specifications. http://www.hondaclarity.org/.Hydrogen release from TPRD under the vehicle")
Слайд 55 D=1.3 см, W=40D, L=100D
Сетка: 879 000 ячеек, 336 ячеек
на входе, 20 ячеек на диаметр входного отверстия
