Сотрудники АО ОКБ "ГИДРОПРЕСС" (входит в машиностроительный дивизион Росатома - Атомэнергомаш) приняли участие в международной конференции "International Conference on Mathematics & Computational Methods Applied to Nuclear Science & Engineering 2017" (M&C 2017) (Чеджу, Республика Корея).
Среди других участников - специалисты из Республики Корея, США, Китая, Японии, Германии, Франции, Великобритании, Бельгии, Австрии и др.
Российская Федерация была представлена тремя организациями: АО ОКБ "ГИДРОПРЕСС", НИЦ "Курчатовский институт" и Объединённым институтом ядерных исследований (Дубна).
ОКБ "ГИДРОПРЕСС" представило доклад "CFD моделирование экспериментального участка 37-стержневого стенда" (разрешение № 044/114/2017 от 30.03.2017). По итогам доклада был проявлен интерес к возможности улучшения ячейковых кодов на основе данных CFD моделирования.
В рамках встречи был обсуждён доклад комиссариата атомной энергетики Франции, посвящённый моделированию многофазных потоков с помощью CFD. В докладе отмечено, что с помощью CFD можно получить замыкающие соотношения и корреляции для ячейковых и системных кодов.
Также был представлен доклад участников проекта CASL.
В качестве будущих работ анонсировано полностью трёхмерное моделирование гидродинамики активной зоны реактора совместно с нейтронной кинетикой без гомогенизации и одно- и двумерных приближений. Приблизительный объём данных составляет 1,6 Тбайт. Под данные задачи происходит увеличение расчётных мощностей.
Верификация разработанных платформ в проекте CASL проводится на основе данных полученных с действующих блоков (АЭС "Уоттс-Бар").
Участники проекта CASL заявляют, что в настоящее время работают над созданием расчётной модели, в которой нейтронная кинетика моделируется совместно с теплогидравликой, поведением топлива и водно-химическим режимом.
Значительное количество работ посвящено моделированию всей активной зоны с помощью ячейковых кодов в сопряжении с нейтронной кинетикой.
Так, представлен ряд докладов, посвящённый модернизации численных алгоритмов, используемых в ячейковом коде CTF, а также учёту обратных связей при связи с нейтронной кинетикой.
Например, представлено моделирование тепломассообмена в активной зоне в поячеистом приближении совместно с нейтронно-физическим кодом DYN3D и показано, что температуры теплоносителя при покасетном приближении ниже, чем при поячейковом.
Представлены работы KAERI (Республика Корея) по расширению и верификации нейтронно-физического кода DeCART2D/MASTER для ТВС с треугольной упаковкой твэлов на базе данных с шестого блока АЭС Козлодуй.
Представлен доклад о моделировании нестационарного режима с распространением бора в активной зоне при помощи CFD кода TRIO_U, сопряжённого с нейтронно-физическим кодом DYN3D. Замыкание контура проводилось с помощью системного кода ATHLET. Также использованы результаты CFD-расчётов для задания граничных условий на входе в активную зону.
Большой интерес вызвали доклады и курс-тренинг по платформе MOOSE, проведённый в рамках конференции. Данная платформа является универсальным переходником и позволяет проводить мультифизичное совместное моделирование с помощью различных системных и ячейковых кодов.
В трудах конференции опубликовано более 400 докладов и представлено более 300 презентаций в 12 различных областях знаний применительно к атомной отрасли. Программа и труды конференции переданы в библиотеку предприятия.
На конференции особый акцент сделан на создании кодов, способных решать мультифизичные задачи и совмещение разной физики в одной модели. Для объединения кодов и визуализации нодальных моделей и результатов расчёта разрабатываются и совершенствуются специальные универсальные платформы (MOOSE, VERA и др.).
CFD (Computational Fluid Dynamics, вычислительная гидродинамика) - подраздел механики сплошных сред, включающий совокупность физических, математических и численных методов, предназначенных для вычисления характеристик сплошной среды.
CFD-моделирование в мире применяют с 1970-ых годов, а атомной отрасли - с конца 80-ых, в ОКБ ГИДРОПРЕСС - с начала 2000-ых.
Помимо международного проекта МАГАТЭ, ОКБ принимает участие в проекте, организованном организацией экономического сотрудничества и развития и агентством по ядерной энергетике (OECD/NEA) "Верификация и валидация CFD-технологий, анализ неопределённостей и решение эталонных задач".
Также ОКБ "ГИДРОПРЕСС" регулярно участвует в международных тестовых задачах (бенчмарках) OECD/NEA, российских семинарах и совещаниях по CFD.
Целью проектов является определение границ применимости CFD кодов для поддержки проектирования в области реакторных установок и АЭС, возможности применения CFD для анализов безопасности и разработка нормативной документации.