熔融池相变传热特性的大涡模拟数值研究

来源：核动力工程杂志2022年第1期北京时间：

作者：席治国, 张卢腾, 胡钰文, 宫厚军, 马在勇, 孙皖, 周文雄, 潘良明

单位：1.重庆大学低品位能源利用技术及系统教育部重点实验室，重庆，400044；2.中国核动力研究设计院中核核反应堆热工水力技术重点实验室，成都，610213；

摘要：研究反应堆熔融池内部的流动与传热特性对保证熔融物堆内滞留具有重要意义。本文基于开源软件OpenFOAM平台，结合大涡模拟湍流方法和熔融池相变过程建立熔融池传热模型，针对典型熔融池传热实验LIVE工况开展数值计算，得到了熔融池内速度场和温度场以及下封头内壁面硬壳厚度和热流密度分布情况。结果表明，熔融池内速度、温度和热流密度随高度或径向角度的增大而增大；硬壳厚度随径向角度的增大而减小；下封头壁面上的热负荷在顶部聚集。传热参数计算结果与实验数据整体符合较好，可以有效反映出熔融池内自然对流与相变过程，验证了计算模型的可靠性，可为进一步研究熔融池相变传热特性提供参考。

关键词：熔融池, 自然对流, 凝固, 大涡模拟, LIVE实验

基金资助：国家自然科学基金（11805026、11705188）