RELAP5-CFX COUPLING MODULE: TESTING ON SIMPLE THERMOHYDRAULIC MODELS
DOI:
https://doi.org/10.20535/1813-5420.3.2022.272087Keywords:
simulation, coupling, interface, testing, CFD, CFX, RELAP5.Abstract
The modern direction in the study of the safety of nuclear power plants is to ensure the maximum level of detail in process modeling with a satisfactory level of computational resources. One of the approaches of such task solving is the coupled use of special software with the required levels of detail, for example, systemic thermohydraulic codes with computational hydrodynamics codes.
This article describes the developed coupling module between the system thermohydraulic code RELAP5/Mod. 3.2 and the CFX computational hydrodynamics code, using an external explicit interfacing scheme without overlap, in which CFX acts as the main code and RELAP5 as the secondary one. The development of this module is part of the work on integrated coupled modeling of severe accidents and makes it possible to model the defining processes and phenomena that occur during a severe accident within the reactor vessel using the CFD model, and the elements of the reactor unit using the RELAP5 model with an acceptable cost of resources and with a high level of detail. To check the coupling technology, the module was tested on simplified models containing serially connected RELAP5- and CFD-models of horizontal pipes, as well as on a closed loop. In view of the further use of the interface module on a full-fledged model of the VVER-1000, testing is performed for three main interface types: "input flow", "output flow" and their combination "input/output flow" on a closed loop. After completion of the testing, the accuracy and credibility of the results of the coupled calculations was evaluated by comparing them with the results of autonomous RELAP5 calculations. Results of the tests calculations support the possibility of using the RELAP5-CFX coupling module on more complex and large-scale RELAP5 and CFD models.
References
Nuclear Safety Analysis Division 2001, RELAP5/Mod3.3 code manual Volume I: Code Structure, System Models, and Solution Methods., vol. 1.
ATHLET Mod 3.0 Cycle A. User’s Manual, (2012). GRS-P-1/ Vol. 1 Rev. 6 – GRS, Garching bei München, Germany.
TRACE V5. 0, 2007.Theory Manual - Field Equations, Solution Methods, and Physical Models, USNRC, Washington DC.
Lavialle G 2006, CATHARE 2 V2.5_1: User’s Manual, SSTH/LDAS/EM/2005-035.
D. Bestion, System Code Models and Capabilities, Thicket-2008, Italy, 2008, p. 26.
Y. Onyshchuk, S. Klevtsov. Problems of modeling in-vessel severe accident phase. Scientific journal “POWER ENGINEERING: economics, technique, ecology”. 2021. №3. pp. 111 – 121.
ANSYS CFX-Solver Manager User's Guide. ANSYS, Inc. Release 18.2. ANSYS Drive Canonsburg, ANSYS, Inc., 2017, p. 200.
CFX Command Language. CFX-5.5.1. p 22. URL: https://cupdf.com/document/cfx-command-language.html
Miguel A. Fernandez: Coupling schemes for incompressible fluid structure interaction: implicit, semi-implicit and explicit, (2011).
Downloads
Published
Issue
Section
License
Автори, які публікуються у цьому журналі, погоджуються з наступними умовами:
- Автори залишають за собою право на авторство своєї роботи та передають журналу право першої публікації цієї роботи на умовах ліцензії Creative Commons Attribution License, котра дозволяє іншим особам вільно розповсюджувати опубліковану роботу з обов'язковим посиланням на авторів оригінальної роботи та першу публікацію роботи у цьому журналі.
- Автори мають право укладати самостійні додаткові угоди щодо неексклюзивного розповсюдження роботи у тому вигляді, в якому вона була опублікована цим журналом (наприклад, розміщувати роботу в електронному сховищі установи або публікувати у складі монографії), за умови збереження посилання на першу публікацію роботи у цьому журналі.
- Політика журналу дозволяє і заохочує розміщення авторами в мережі Інтернет (наприклад, у сховищах установ або на особистих веб-сайтах) рукопису роботи, як до подання цього рукопису до редакції, так і під час його редакційного опрацювання, оскільки це сприяє виникненню продуктивної наукової дискусії та позитивно позначається на оперативності та динаміці цитування опублікованої роботи (див. The Effect of Open Access).