Acoplamiento multiescala en cálculos fluidodinámicos.
En la industria nuclear existen sistemas de ingeniería con gran complejidad, compuestos por múltiples subsistemas en los que cada uno de ellos puede contener fenomenologías físicas que requieren distintos modelos para su análisis. En ciertas ocasiones solo es de interés el detalle en algunos comp...
Guardado en:
| Autor principal: | |
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| Formato: | Tesis NonPeerReviewed |
| Lenguaje: | Español |
| Publicado: |
2017
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| Materias: | |
| Acceso en línea: | http://ricabib.cab.cnea.gov.ar/654/1/Caccia.pdf |
| Aporte de: |
| Sumario: | En la industria nuclear existen sistemas de ingeniería con gran complejidad, compuestos
por múltiples subsistemas en los que cada uno de ellos puede contener fenomenologías
físicas que requieren distintos modelos para su análisis. En ciertas ocasiones solo es
de interés el detalle en algunos componentes, necesitando modelar el resto del sistema
para conservar la dinámica global. En este trabajo se estudia una técnica que permite
acoplar el modelado detallado de sistemas fluídicos bi- y tri- dimensionales con sistemas
fluídicos más sencillos uni-dimensionales o cero-dimensionales. Cada subsistema
se halla acoplado a los demás mediante los valores que toman las variables de estudio
en las interfaces que comparten entre sí. Tras el modelado matemático, el problema del
acoplamiento se reduce a resolver un sistema de ecuaciones cuyo tamaño depende de
la cantidad de incógnitas en las interfaces de acople. Como estas ecuaciones provienen
de la física inherente a cada subsistema, en general resultan ser no lineales, y por esta
característica se investigan diferentes técnicas numéricas iterativas para su resolución.
La investigación se enmarca en cuatro aplicaciones de interés. La primera aplicación
es el análisis de la fluidodinámica en una fuente fría de neutrones, en la que interesa estudiar
patrones de flujo en la cavidad de la fuente, modelando el resto del circuito para
conservar la dinámica general. La seguna aplicación es el análisis del Segundo Sistema
de Parada de un reactor de investigación, en el que se acopla un modelo tridimensional
de un componente del sistema a un modelo cero-dimensional del resto. La tercera aplicación
es el estudio de distribucion de presiones y caudales en una red hidráulica con
múltiples componentes. La última aplicación extiende la técnica a acoplamientos multifísicos
y se reportan algunos ejemplos en el acoplamiento neutrónico-termohidráulico.
Como resultado general cabe destacar el éxito en la implementación de las funciones
necesarias para acoplar diferentes códigos de cálculo como ParGPFFEP, RELAP5, Fermi,
PUMA y otros. También se destaca el método implícito de Broyden como técnica
numerica para resolver los sistemas de ecuaciones no lineales resultantes del acoplamiento. |
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