液态铅铋合金湍流普朗特数及RANS模型优选

来源：核动力工程杂志2023年第2期北京时间：

作者：邓诗雨, 卢涛, 邓坚, 张喜林, 朱大欢

单位：1.北京化工大学机电工程学院，北京，100029；2.中国核动力研究设计院核反应堆系统设计技术重点实验室，成都，610213；

摘要：工程上常采用RANS湍流模型进行热工水力相关的数值模拟，然而液态铅铋合金（LBE）具有独特的热物性，常规湍流普朗特数模型和RANS湍流模型对其流动与传热模拟的适用性有待研究。为更准确地描述绕丝燃料组件内LBE的流动与换热过程，本文基于大涡模拟对湍流普朗特数模型和RANS湍流模型进行优选。首先，采用四种湍流普朗特数模型对绕丝燃料组件内LBE的流动与传热过程进行大涡模拟，对比分析实验数据和模拟结果并进行模型优选。基于优选的湍流普朗特数模型，评价RANS湍流模型对LBE数值模拟的适用性和准确性。结果表明，Cheng湍流普朗特数模型和SST <i>k-ω</i>模型对LBE流动与传热模拟的准确性和适用性最高。

关键词：液态铅铋合金（LBE）, 大涡模拟, 湍流普朗特数模型, RANS湍流模型, 绕丝燃料组件

基金资助：核反应堆系统设计技术重点实验室基金项目（HT-KFKT-24-2021013）