МОДЕЛИРОВАНИЕ ТЕПЛО-ПРОЧНОСТНОГО ВЗАИМОДЕЙСТВИЯ ТОПЛИВНЫХ И КОНСТРУКЦИОННЫХ МАТЕРИАЛОВ ОБЛУЧАТЕЛЬНОГО УСТРОЙСТВА В ПРОГРАММЕ ANSYS

В работе проведен сопряженный термо-прочностной анализ для модели экспериментального устройства (ЭУ) ID-7. Расчет проведен с использованием связок программ Ansys Fluent и Static Structural в среде ANSYS Workbench через метод Fluid-Structure-Interaction (FSI). Расчет теплового состояния ЭУ проведен с учетом результатов нейтронно-физических расчетов, с применением пользовательской функции UDF (User Defined Function) программы Ansys Fluent. По результатам нестационарного расчета получены значения температуры, которые меняются по времени и по высоте ЭУ. По результатам теплофизического расчета проведен прочностной расчет в программе Static Structure. Получены распределения величины термического расширения и механического расширения (von-Mises) в элементах ЭУ.

1. ANSYS, Inc. Products Release 2021 R1. Academic research Mechanical and CFD.

2. Yadav A. S. et al. CFD analysis of heat transfer performance of ribbed solar air heater // Materials Today: Proceedings. – 2022.

3. Gibreel M., Zhang X., Elmouazen H. Numerical study on enhanced heat transfer and flow characteristics of supercritical hydrogen rocket engine's chamber wall using cylindrical ribs structure // International Journal of Hydrogen Energy. – 2022. – V. 47. – No. 39. – P. 17423–17441.

4. Huang J. et al. Heat transfer analysis of heat pipe cooled device with thermoelectric generator for nuclear power application // Nuclear Engineering and Design. – 2022. – V. 390. – P. 111652.

5. Choudhary T. et al. Computational analysis of a heat transfer characteristic of a wavy and corrugated channel // Materials Today: Proceedings. – 2022. – Т. 56. – P. 263– 273.

6. Lee J. et al. Vehicle Aerodynamic Drag for Tire Shape Parameters Using Numerical Analysis // International Journal of Automotive Technology. – 2022. – Т. 23. – No. 2. – P. 335–344.

7. Basit A., Hidayatuloh R. S., Royana M. Aerodynamic analysis and car body optimalization of saving energy “WARAK” using software Ansys Fluent R15. 0 // IOP Conference Series: Materials Science and Engineering. – IOP Publishing, 2020. – Т. 788. – No. 1. – P. 012073.

8. Sakipova S. E., Tanasheva N. K. Modeling aerodynamics of the wind turbine with rotating cylinders // Eurasian Physical Technical Journal. – 2021. – Т. 16. – No. 1 (31). – P. 88–93.

9. Qu Q. et al. Numerical study of aerodynamics of a wingin-ground-effect craft // Journal of Aircraft. – 2014. – Т. 51. – No. 3. – P. 913–924.

10. Mohan B., Cui X., Chua K. J. Development of chemical reaction kinetics of VOC ozonation // Procedia engineering. – 2017. – Т. 180. – P. 1372–1378.

11. Отчет о научно-исследовательской работе. Анализ результатов эксперимента FD. 2006 г.

12. Отчет о научно-исследовательской работе. Анализ результатов эксперимента ID 4. 2011 г.

13. Surayev A. S. et al. Impact assessment of the IGR graphite block uneven impregnation with uranium on thermal strength properties // Вестник. Серия Физическая (ВКФ). – 2022. – Т. 82. – № 3. – С. 52–59

14. Технический отчет о научно-исследовательской работе. Анализ условий безопасного проведения испытаний экспериментального устройства ID-7, 2020 г.

15. International Atomic Energy Agency. Thermophysical Properties of Materials for Nuclear Engineering: A Tutorial and Collection of Data. – 2008.

16. Haynes W. M. CRC handbook of chemistry and physics, (Internet Version 2011) // Taylor Francis Group: Boca Raton, FL. – 2011.

17. Чиркин, В.С. Теплофизические свойства материалов ядерной техники / В.С. Чиркин. – М.: Атомиздат, 1968.– 121–128, 291–294, 237–239 с.

18. https://metallicheckiy-portal.ru/marki_metallov/stk/12X18H10T

19. https://areal-metal.ru/spravka/stal-12h18n10t

20. https://metal.place/ru/wiki/12kh18n10t/

21. https://www.simscale.com/docs/simwiki/fea-finiteelement-analysis/what-is-von-mises-stress/

22. https://www.continuummechanics.org/vonmisesstress.html

23. https://www.sglcarbon.com/pdf/SGL-DatasheetSIGRAFINE-R4340-EN.pdf