ОПТИМИЗАЦИЯ ЗАДАНИЯ МНОГОМЕРНОГО РАСПРЕДЕЛЕНИЯ ЭНЕРГОВЫДЕЛЕНИЯ В ОБЪЕКТЕ ИСПЫТАНИЯ ДЛЯ CFD МОДЕЛИРОВАНИЯ

CFD моделирование – широко распространенный инструмент, применяемый для компьютерного анализа в различных сферах, в том числе и в реакторной теплофизике. Так, в стенах Национального ядерного центра Республики Казахстан, с целью выполнения расчетного анализа безопасности облучательных ампульных устройств перед их внутриреакторными испытаниями применяется программа ANSYS FLUENT. Помимо анализа безопасности проводимых реакторных испытаний, данная программа используется для подбора режимов испытаний, выбора и обоснования диаграммы изменения мощности реактора, оценки теплового состояния отдельных элементов конструкции и т.д. Особенность программного комплекса Ansys Fluent заключается в ограниченности функционала графического пользовательского интерфейса (GUI), который используется большинством пользователей программы на всех этапах выполнения расчетного анализа от подготовки расчетной модели и до обработки результатов. С другой стороны, текстовый пользовательский интерфейс (TUI) и пользовательские функции (UDF) применяются реже, при том, что их совместное использование предоставляет широкие возможности по оптимизации расчетного процесса, повышения качества результатов и экономии времени и вычислительных ресурсов. В этой связи актуальной стала задача разработки специализированного программного обеспечения (программы), которое способствует легкому внедрению UDF файлов в расчетный анализ.  В работе представлена компьютерная программа консольного типа, разработанная в среде Visual Basic для автоматического формирования UDF файлов на основе входных данных. Входными данными являются файлы с временным и высотным (радиальным) профилем энерговыделения. Преимущества программы: простота использования (не требует навыков программирования), скорость создания UDF файлов, точность написания функции (исключение ошибок, связанных с ручным вводом большого количества информации). 

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

2. Vityuk V., Vityuk G., Vurim A., Irkimbekov R., Kukushkin I., Surayev A., Mukhamedov N. Testing of a heterogeneous fuel rod in the research Impulse graphite reactor // Progress in Nuclear Energy. – 2023. – Vol. 164. – P. 104889. ISSN 0149-1970. https://doi.org/10.1016/j.pnucene.2023.104889

3. 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. [Surayev A. S. et al. Impact assessment of the IGR graphite block uneven impregnation with uranium on thermal strength properties // Vestnik. Seriya Fizicheskaya (VKF). – 2022. – Vol. 82. – Issue 3. – P. 52–59.]

4. Eickhoff M., Rückert A., Pfeifer H. Solidification modeling with User defined function in Ansys Fluent // Progress in Applied CFD – CFD2017 Selected papers from 12th International Conference on Computational Fluid Dynamics in the Oil & Gas, Metallurgical and Process Industries. – SINTEF Academic Press, 2017.

5. Manual U.D.F. ANSYS FLUENT 12.0 // Theory Guide. – 2021.

6. Yerzhan Kabdylkakov, Artur Surayev, Ruslan Irkimbekov (2022) New approaches to CFD analysis of experimental devices in the Ansys Fluent // AIP conference proceedings, 3020, 040008 (2024). https://doi.org/10.1063/5.0194184

7. ANSYS FLUENT Text Command List Release 2021// Command List. – 2020

8. Kabdylkakov Y.A., Suraev A.S. Application of the volume of fluid method to simulate the process of melting and movement of fuel // NNC RK Bulletin. – 2021. Issue 3(87). – P. 3–8. (In Russ.). https://doi.org/10.52676/1729-7885-2021-3-3-8

9. Kabdylkakov Y.A., Suraev A.S. Modeling of heat-strength interaction of fuel and structural materials of an irradiating device in the ANSYS software // NNC RK Bulletin. – 2023. – Issue 3(95). – P. 63–71. (In Russ.) https://doi.org/10.52676/1729-7885-2023-3-63-71

10. Surayev A.S., Irkimbekov R.A., Stepanova O.A. Simulation of interaction between material and melt of nuclear fuel // Book of Abstracts of International online conference “Advanced manufacturing materials and research: New technologies and techniques AMM&R2021”. – Ust-Kamenogorsk, D. Serikbayev EKTU, 2021. – P.42.

11. Жанболатов О.М., Сураев А.С. Программа управления для моделирования динамических параметров импульсного графитового реактора // Сборник трудов XX Международной конференции студентов, аспирантов и молодых ученых «Перспективы развития фундаментальных наук», 25–28 апреля 2023 г., Томск.

12. ANSYS Fluent Customization Manual. Ansys Inc. Products Release 2021 R1, January 2021.

13. Vick, Paul. The Visual Basic.Net Programming Language // Addison-Wesley Professional. – 2004.