Маслов Моделирование теплогидравлических процессов в реакторных установках 2008

Любая спецификация экрана может сопровождаться одним или большим количеством следующих предложений с целью прибавления сообщений к графикам:

REPORT expression – данная спецификация добавляет внизу графи-

ка текст 'text expression=value expression', где expression – любое выражение, включая выражения, содержащие интегралы.

В дополнение можно отметить, что в нестационарных задачах спецификациям экрана должна предшествовать инструкция, регламентирующая вывод графиков. Эта инструкция может иметь любую из нижеприведенных форм:

FOR CYCLE = number – в этом случае графики будут обновляться на каждом указанном временном шаге.

FOR T = timeset1 [ timeset2 ... ] – каждый timeset (временной шаг)

может быть или определенным временем или группой временных шагов, указанных как массив значений.

Раздел Histories является необязательным и определяет значения, переменных для которых записывается хронология изменения. Инструкции этого раздела имеют следующий вид:

HISTORY (arg1 [, arg2, …])

HISTORY ( arg1 [, arg2,...] ) AT (X1,Y1) [ (X2,Y2)...]

При этом X1, Y1, … определяют координаты точки в области, в которой регистрируется хронология изменения заданного параметра. Если точка не задана, то переменная должна быть скалярной величиной.

Операторы и функции FlexPDE

ВFlexPDE используется около 150 различных команд, функций

иконстант. Некоторые из наиболее часто используемых при разработке сценариев приведены в табл. 3.6.

91

Помимо указанных функций и констант в FlexPDE используются стандартные математические операторы (табл. 3.7)

Таблица 3.7

3.3. Варианты лабораторных работ

3.3.1. Стационарное поле температур в поперечном сечении стержневого тепловыделяющего элемента

Цели работы

1.Приобретение и закрепление навыков в разработке сценарных моделей решения задач теплообмена методом конечных элементов с помощью пакета FlexPDE.

2.Исследование влияния конструктивных и режимных параметров на поле температур в поперечном сечении стержневого тепловыделяющего элемента (твэла).

Задачи работы

1.В соответствии с индивидуальным заданием, выданным преподавателем, сформулировать в математическом виде поставленную задачу.

2.Разработать сценарий решения задачи, в котором указать наименование и величины констант и переменных (в том числе и вспомогательных), параметры граничных и начальных условий, решаемые дифференциальные уравнения и искомые зависимости.

3.Реализовать поставленную задачу в виде программного кода в среде FlexPDE.

4.Привести результаты выполненных расчетов и произвести их анализ.

5.Оформить отчет о выполнении работы.

Варианты задания

Индивидуальный вариант задания содержит следующую информацию.

1.Геометрические характеристики рассматриваемого тепловыделяющего элемента: диаметр твэла, толщина оболочки, диаметр внутреннего отверстия в топливе.

2.Теплофизические свойства топлива и оболочки, величина контактного термического сопротивления между топливом и оболочкой.

95

3.Рассматриваемые режимы работы: распределение энерговыделения по сечению твэла, температура теплоносителя и теплоотдача на поверхности оболочки.

4.Требуемая погрешность полученного решения.

Вкаждом варианте задания рассматривается два набора режимных параметров, обеспечивающих соответственно изотропное и анизотропное азимутальное распределение поля температур.

3.3.2. Трехмерное стационарное поле температур в стержневом тепловыделяющем элементе

Цели работы

1.Приобретение и закрепление навыков в разработке сценарных моделей решения задач теплообмена методом конечных элементов с помощью пакета FlexPDE.

2.Исследование влияния конструктивных и режимных параметров на стационарное поле температур в стержневом тепловыделяющем элементе.

Задачи работы

1.В соответствии с индивидуальным заданием, выданным преподавателем, сформулировать в математическом виде поставленную задачу.

2.Разработать сценарий решения задачи, в котором указать наименование и величины констант и переменных (в том числе и вспомогательных), параметры граничных и начальных условий, решаемые дифференциальные уравнения и искомые зависимости.

3.Реализовать поставленную задачу в виде программного кода в среде FlexPDE.

4.Привести результаты выполненных расчетов и произвести их анализ.

5.Оформить отчет о выполнении работы.

Варианты задания

Индивидуальный вариант задания содержит следующую информацию.

96

1.Геометрические характеристики рассматриваемого фрагмента тепловыделяющего элемента: высота фрагмента, диаметр твэла, толщина оболочки, диаметр внутреннего отверстия в топливе.

2.Теплофизические свойства топлива и оболочки, величина контактного термического сопротивления между топливом и оболочкой.

3.Рассматриваемые режимы работы: стационарное распределение энерговыделения по высоте и сечению твэла, температура теплоносителя и теплоотдача на поверхности оболочки.

4.Требуемая погрешность полученного решения.

Вкаждом варианте задания рассматривается два набора режимных параметров:

1)с изотропным азимутальным распределением энерговыделения и условий теплообмена на поверхности оболочки;

2)с локальной областью измененного энерговыделения и/или условий теплообмена, моделирующих работу твэла в нештатном режиме.

3.3.3. Трехмерное нестационарное поле температур в стержневом тепловыделяющем элементе

Цели работы

1.Приобретение и закрепление навыков в разработке сценарных моделей решения задач теплообмена методом конечных элементов с помощью пакета FlexPDE;

2.Исследование влияния конструктивных и режимных параметров на изменение во времени поля температур в стержневом тепловыделяющем элементе.

Задачи работы

1.В соответствии с индивидуальным заданием, выданным преподавателем, сформулировать в математическом виде поставленную задачу.

2.Разработать сценарий решения задачи, в котором указать наименование и величины констант и переменных (в том числе и вспомогательных), параметры граничных и начальных условий,

97

решаемые дифференциальные уравнения и искомые зависимости.

3.Реализовать поставленную задачу в виде программного кода в среде FlexPDE.

4.Привести результаты выполненных расчетов и произвести их анализ.

5.Оформить отчет о выполнении работы.

Варианты задания

Индивидуальный вариант задания содержит следующую информацию.

1.Геометрические характеристики рассматриваемого фрагмента тепловыделяющего элемента: высота фрагмента, диаметр твэла, толщина оболочки, диаметр внутреннего отверстия в топливе.

2.Теплофизические свойства топлива и оболочки, величина контактного термического сопротивления между топливом и оболочкой.

3.Рассматриваемые режимы работы: начальное распределение температуры твэла, пространственно временное распределение энерговыделения в твэле, температура теплоносителя и теплоотдача на поверхности оболочки.

4.Требуемая погрешность полученного решения.

Вкаждом варианте задания рассматриваются два набора режимных параметров:

1)с изотропным азимутальным распределением энерговыделения и условий теплообмена на поверхности оболочки;

2)с локальной областью измененного энерговыделения и/или условий теплообмена, моделирующих работу твэла в нештатном режиме.

3.3.4. Двухмерное стационарное поле скоростей при течении несжимаемой вязкой жидкости в прямоугольном канале

Цели работы

1.Приобретение и закрепление навыков в разработке сценарных моделей решения задач теплообмена методом конечных элементов с помощью пакета FlexPDE;

98

2.Исследование влияния конструктивных и режимных параметров на поле скоростей в канале с препятствием.

Задачи работы

1.В соответствии с индивидуальным заданием, выданным преподавателем, сформулировать в математическом виде поставленную задачу.

2.Разработать сценарий решения задачи, в котором указать наименование и величины констант и переменных (в том числе и вспомогательных), параметры граничных и начальных условий, решаемые дифференциальные уравнения и искомые зависимости.

3.Реализовать поставленную задачу в виде программного кода в среде FlexPDE.

4.Привести результаты выполненных расчетов и произвести их анализ.

5.Оформить отчет о выполнении работы.

Варианты задания

Индивидуальный вариант задания содержит следующую информацию:

1.Геометрические характеристики рассматриваемого канала: продольный и поперечный размеры, размеры и местоположение препятствия (рис. 3.7).

2.Вязкость и плотность жидкости.

3.Граничные условия.

4.Требуемая погрешность полученного решения.

Рис. 3.7. Пример исследуемого канала

99

В каждом варианте задания рассматривается три – четыре набора исходных данных, с разными геометрическими характеристиками препятствия и/или свойств жидкости для исследования их влияния на поле скоростей в канале.

3.3.5. Трехмерные стационарные поля температур и скоростей теплоносителя в тепловыделяющей сборке ВВЭР

Цели работы

1.Приобретение и закрепление навыков в разработке сценарных моделей решения задач теплообмена методом конечных элементов с помощью пакета FlexPDE;

2.Знакомство с моделированием теплогидравлических процессов в тепловыделяющей сборке (ТВС) в приближении анизотропного пористого тела

3.Исследование влияния конструктивных и режимных параметров на поля скоростей и температур теплоносителя в ТВС.

Задачи работы

1.В соответствии с индивидуальным заданием, выданным преподавателем, сформулировать в математическом виде поставленную задачу.

2.Разработать сценарий решения задачи, в котором указать наименование и величины констант и переменных (в том числе и вспомогательных), параметры граничных и начальных условий, решаемые дифференциальные уравнения и искомые зависимости.

3.Реализовать поставленную задачу в виде программного кода в среде FlexPDE.

4.Привести результаты выполненных расчетов и произвести их анализ.

5.Оформить отчет о выполнении работы.

Варианты задания

Распределение скоростей и температур теплоносителя в ТВС описывается в приближении анизотропного пористого тела:

100