СЫНАҚ ОБЪЕКТІСІНДЕ CFD МОДЕЛЬДЕУ ҮШІН КӨПӨЛШЕМДІ ЭНЕРГИЯ БӨЛУ ТАПСЫРМАСЫН ОҢТАЙЛАНДЫРУ

CFD модельдеу – бұл әртүрлі салаларда, соның ішінде реакторлық жылу физикасында компьютерлік талдау үшін қолданылатын кең таралған құрал. Осылайша, Қазақстан Республикасы Ұлттық ядролық орталығының қабырғасында сәулелендіру ампулалық құрылғылардың қауіпсіздігіне есептік талдау жүргізу мақсатында олардың реакторішілік сынақтарының алдында ANSYS FLUENT бағдарламасы қолданылады. Қауіпсіздікті талдаудан басқа, бұл бағдарлама сынақ режимдерін таңдау, реактор қуатының өзгеру диаграммасын таңдау және негіздеу, құрылымның жекелеген элементтерінің жылулық күйін бағалау және т.б. үшін қолданылады. Ansys Fluent бағдарламалық кешенінің ерекшелігі графикалық пайдаланушы интерфейсінің (GUI) функционалының шектеулігінде, ол есептік талдау жүргізудің барлық кезеңдерінде – есептік модельді дайындаудан бастап нәтижелерді өңдеуге дейін – бағдарламаны пайдаланушылардың көпшілігі қолданады. Екінші жағынан, мәтіндік пайдаланушылық интерфейс (TUI) және пайдаланушылық функциялар (UDF) сирек қолданылады, алайда оларды бірлесіп пайдалану есептеу процесін оңтайландыру, нәтижелер сапасын арттыру, уақыт пен есептеу ресурстарын үнемдеу үшін кең мүмкіндіктер береді. Осыған байланысты есептік талдауға UDF файлдарын оңай енгізуді қамтамасыз ететін арнайы бағдарламалық жасақтама (бағдарлама) әзірлеу қажеттілігі туындады. Жұмыста кіріс деректері негізінде UDF файлдарын автоматты түрде қалыптастыру үшін Visual Basic ортасында жасалған консоль түріндегі компьютерлік бағдарлама ұсынылған. Кіріс деректер энергияның уақыт пен биіктік (радиалды) профилі көрсетілген файлдар болып табылады. Бағдарламаның артықшылықтары: қолданудың қарапайымдылығы (бағдарламалау дағдыларын қажет етпейді), UDF файлдарын құрудың жылдамдығы, функция жазудың дәлдігі (көп ақпаратты қолмен енгізуге байланысты қателіктерді болдырмау).

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.