基于OpenFOAM的液态金属铅铋三维流动换热特性数值模拟研究

摘要：

铅铋快堆是第4代核能系统的主要堆型之一,但由于液态金属铅铋的热物性与传统工质如水、空气等有很大不同,假设流动边界层与热边界层相似的雷诺比拟原理已不再适用.本文在开源程序OpenFOAM中开发了基于k-ε-kθ-εθ四因子模型的自定义求解器,考虑热边界层与流动边界层的差异性,对带绕丝棒束通道中液态金属铅铋的流动换热现象进行数值模拟,得到了速度、温度等重要热工水力参数的三维分布,揭示了绕丝对冷却剂流动传热过程的影响规律,并将计算结果与经典实验关联式进行对比,结果符合良好,证明了所用模型和程序的正确性.本研究可为在OpenFOAM中添加新模型、开发自定义求解器以及开展针对液态金属流动换热问题的计算流体动力学(C FD)模拟提供参考.

关键词：液态金属、湍流换热模型、计算流体动力学、OpenFOAM

所属期刊栏目：55

分类号：TL331(核反应堆工程)

资助基金：国家自然科学基金11705139

在线出版日期：2021-06-28（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共8页

页码：1007-1014