Кориолиса сопротивление (ускорение)

[Eugeen 6]

Уважаемые участники форума!

Я готовлюсь к проведению экспертизы безопасности проекта АЭС "Эль Дабаа", Египет. Написал свои претензии к используемым программам (т.н. кодам) расчетного обоснования безопасности. Хотел бы обсудить здесь правильность замечаний и выводов с т.з. гидродинамики. Особенно хотелось выяснить методы расчета эффекта Кориолиса в U-образных трубах парогенераторов АЭС. Насколько учет или не учет эффекта влияет на параметры течения.

Во вложении проект замечаний.

Если необходимо, могу при обсуждении прикладывать материалы из списка литературы.

К вопросу о соответствии требованиям МАГАТЭ кодов Relap-5 и Athlet._rus.pdf

[piden 2 874]

2 hours ago, Eugeen said:

Особенно хотелось выяснить методы расчета эффекта Кориолиса в U-образных трубах парогенераторов АЭС.

Так вроде бы эффект Кориолиса должен появляться, только если эти трубы вращаются вокруг какой-то оси. 

Или нужно оценить величину эффекта от вращения планеты?

[Eugeen 6]

https://ru.wikipedia.org/wiki/Сила_Кориолиса_в_гидроаэромеханике

[piden 2 874]

@Eugeen , вы в состоянии уточнить словами, на что именно вы хотели указать этой ссылкой? 

[Eugeen 6]

Эффект Кориолиса при течении в криволинейных каналах возникает вне зависимости от тех причин, которые Вы назвали.

Крайне упрощаю вопрос.

Кто сможет рассчитать давление на выходе из двух одинаковых труб, одного размера с одинаковыми входными параметрами.  Только первая - прямая, а вторая - U-образная. течение любое (ламинарное или турбулентное), модель турбулентности любая, софт на вкус автора расчета.  

 

[piden 2 874]

2 minutes ago, Eugeen said:

рассчитать давление на выходе из двух одинаковых труб

Оно обычно задается, или принимается равным нулю. А в результате расчета получаем давление на входе - и таким образом, потерю давления во всей моделируемой системе.

 

4 minutes ago, Eugeen said:

Кто сможет

Да кто угодно тут) Даже я, как ни парадоксально. Это заказ уже?

[karachun 2 038]

@piden Мне кажется что весь сыр-бор из за этого. От кода требуется чтобы частицы жидкости выписывали такие кренделя вихри. И вот это уже не так просто.

 

[piden 2 874]

8 minutes ago, karachun said:

От кода требуется чтобы частицы жидкости выписывали такие кренделя вихри. И вот это уже не так просто.

Это - да..

Spoiler

 

Пока же выглядит довольно забавным, что в "важные факторы" записали все то, что обычно откидывают, как крайне несущественное.

"Давление в пределах поворота у внешней стенки выше, чем у внутренней" - так и за любым препятствием зона разряжения образуется..

"Соответственно скорости у внешней стенки меньше, чем у внутренней" - что-то ни одна картина течения в L- или U- канале не согласуется с этим утверждением. Там же вихрь обычно...

"Это же атомка!" - да, но запасы делают учет всех этих факторов ... мм.. как помягче? мышиной возней.. 

[Eugeen 6]

Спасибо, что Вы прочитали вложение и осознали серьезность проблемы! Еще раз прочитав проект статьи Вы поймете, что вопрос стоит о безопасности Атомной станции, а не течи их домашнего крана! Эта проблема с парогенераторными трубами была как-то упущена при рассмотрении различных аварийных и переходных режимах на АЭС. Было много экспериментов и ни одного с моделированием U-образных пучков труб. Теперь надо теоретически или расчетно оценить ситуацию.

[karachun 2 038]

5 минут назад, piden сказал:

Пока же выглядит довольно забавным, что в "важные факторы" записали все то, что обычно откидывают, как крайне несущественное.

Особенно силу упругой реакции трубы.

 

@Eugeen Вообще такие вопросы напрямую задаются разработчикам кода. Вопрос же не в том как это посчитать а в том чтобы это работало на кодах, указанных в отчете. И здесь вряд-ли вам кто-то поможет кроме самих разработчиков. Да они и сами должны быть заинтересованы - если коды пройдут то их купят. Обычно такие инициативы по разным сертификатам соответствия как раз и исходят от фирм-создателей кодов либо от из представителей на местах.

[Eugeen 6]

Вот если на Белорусской АЭС будет авария и последствия будут определяться тем, что "..мм.. как помягче? мышиной возней.. ", то Вам это вряд ли будет ".. довольно забавным"!

В безопасности АЭС мелочей не бывает! Это написано кровью Чернобыля и Фукусимы. 

[karachun 2 038]

4 минуты назад, Eugeen сказал:

Вы поймете, что вопрос стоит о безопасности Атомной станции

А так ли все плохо? То что у U-образных труб сопротивление больше чем у прямых известно давно. Да и само сопротивление давно занесено в справочники (у того же незабвенного Идельчика такие повороты есть).

А сами трубопроводы рассчитываются в программах которые работают с линейными системами (или как они там называются) наподобие Siemens Amesim а не в CFD. Рассчитываются на основе как раз эмпирических данных. Так что ничего не упущено из виду.

[Eugeen 6]

1 минуту назад, karachun сказал:

Особенно силу упругой реакции трубы.

 

@Eugeen Вообще такие вопросы напрямую задаются разработчикам кода. Вопрос же не в том как это посчитать а в том чтобы это работало на кодах, указанных в отчете. И здесь вряд-ли вам кто-то поможет кроме самих разработчиков. Да они и сами должны быть заинтересованы - если коды пройдут то их купят. Обычно такие инициативы по разным сертификатам соответствия как раз и исходят от фирм-создателей кодов либо от из представителей на местах.

Уже обращался. Могу приложить переписку. Пока реакции нет. Нет, лучше сказать, есть попытка оправдаться тем, что новые требования SSG-2 rev. 1 вышли после разработки кодов.  

[karachun 2 038]

@Eugeen Это все лирика.

Как указал @piden - современные модели турбулентности испытывают большие трудности с правильным учетом влияния поворота потока.

Теперь вопрос - какая задача стоит перед вами - найти пакет который может правильно это считать? Или разобраться как это можно посчитать в указанных в отчете пакетах? Или разработать мат. аппарат для учета поворота потока?

[Eugeen 6]

4 минуты назад, karachun сказал:

А так ли все плохо? То что у U-образных труб сопротивление больше чем у прямых известно давно. Да и само сопротивление давно занесено в справочники (у того же незабвенного Идельчика такие повороты есть).

А сами трубопроводы рассчитываются в программах которые работают с линейными системами (или как они там называются) наподобие Siemens Amesim а не в CFD. Рассчитываются на основе как раз эмпирических данных. Так что ничего не упущено из виду.

Всё бы просто в стационаре на воде, но надо рассчитывать нестационар с двухфазным потоком с включением неконденсирующихся газов, что должны делать эти коды.

[karachun 2 038]

2 минуты назад, Eugeen сказал:

Могу приложить переписку.

Не надо, я не настолько компетентен чтобы чем-то конкретным помочь.

4 минуты назад, Eugeen сказал:

есть попытка оправдаться тем, что новые требования SSG-2 rev. 1 вышли после разработки кодов

А вот это интересно. То есть указанные требования это не личные требования заказчика (или даже контролирующего органа Египта, это еще не критично) а именно международные требования?

Получается международные надзорные органы озадачили всех разработчиков CFD.

[piden 2 874]

1 minute ago, Eugeen said:

Вот если на Белорусской АЭС будет авария и последствия будут определяться тем, что "..мм.. как помягче? мышиной возней.. ", то Вам это вряд ли будет ".. довольно забавным"!

Там вроде уже корпус реактора успели уронить при транспортировке или монтаже...

Но, конечно, можно будет обвинить расчетчиков пучков труб или создателей кода для их расчета.

 

3 minutes ago, Eugeen said:

В безопасности АЭС мелочей не бывает!

Лозунги...

 

Сам имел "счастье" какое-то время выполнять расчеты для атомки. Их консервативность к подходам и каким-либо изменениям умноженная на многократные применяемые запасы делает учет всех этих мелочей именно что мышиной возней.

 

@Eugeen , надеюсь, вы в курсе про factor screening - "высвечивание факторов", изменение которых существенно и несущественно влияет на поведение системы?

Наряду с учетом податливости материала труб вы можете требовать учет гравитационного поля Луны - ведь она влияет на приливы и отливы. Ну и Кориолисово ускорение от движения Земли потребуется - в баллистических расчетах его ведь учитывают)

 

Давайте посчитаем нагрузки на конкретный U-bend в CFD и сравним с тем, что выдает критикуемый вами подход. А потом оценим, как учет разницы в результатах должен повлиять на конструкцию)

 

[karachun 2 038]

1 минуту назад, Eugeen сказал:

Всё бы просто в стационаре на воде, но надо рассчитывать нестационар с двухфазным потоком с включением неконденсирующихся газов, что должны делать эти коды.

А чего же вы сразу не сказали? Может в двухфазном потоке такие вихри и получатся. Получатся сами собой за счет геометрии канала.

И еще раз - вопрос именно посчитать в кодах, указанных в статье?

Только что, piden сказал:

Давайте посчитаем нагрузки на конкретный U-bend в CFD и сравним с тем, что выдает критикуемый вами подход. А потом оценим, как учет разницы в результатах должен повлиять на конструкцию)

Так сравнивать не с чем. CFD же не считает такое или считает но плохо.

[piden 2 874]

5 minutes ago, Eugeen said:

надо рассчитывать нестационар с двухфазным потоком с включением неконденсирующихся газов

Мило, что упомянули! 

3 minutes ago, karachun said:

CFD же не считает такое или считает но плохо.

Сейчас мне уже кажется, что ТС имел в виду совсем не то, про что мой слайд.. 

[Eugeen 6]

4 минуты назад, karachun сказал:

@Eugeen Это все лирика.

Как указал @piden - современные модели турбулентности испытывают большие трудности с правильным учетом влияния поворота потока.

Теперь вопрос - какая задача стоит перед вами - найти пакет который может правильно это считать? Или разобраться как это можно посчитать в указанных в отчете пакетах? Или разработать мат. аппарат для учета поворота потока?

Да, необходим пересмотр существующих кодов. В России пока нет понимания серьезности проблемы, и просто пользуются "забугорными" кодами либо совсем древними, своими. В США осознают проблемы, о которых я писал. Идет разработка кода нового поколения RELAP-7. Кому интересно, могу переслать мануал с методиками.

Для начала, надо хотя бы написать уравнения для учета поворота потока, Потом можно будет понять, как модернизировать существующие коды. Но, возможно, придется всё делать заново, как в RELAP-7. Трудно найти специалистов, разбирающихся в проблемах многофазной гидродинамики, а тут еще и нейтронная кинетика и теплообмен и всё в 3D!

 

11 минут назад, piden сказал:

Там вроде уже корпус реактора успели уронить при транспортировке или монтаже...

Но, конечно, можно будет обвинить расчетчиков пучков труб или создателей кода для их расчета.

 

Лозунги...

 

Сам имел "счастье" какое-то время выполнять расчеты для атомки. Их консервативность к подходам и каким-либо изменениям умноженная на многократные применяемые запасы делает учет всех этих мелочей именно что мышиной возней.

 

@Eugeen , надеюсь, вы в курсе про factor screening - "высвечивание факторов", изменение которых существенно и несущественно влияет на поведение системы?

Наряду с учетом податливости материала труб вы можете требовать учет гравитационного поля Луны - ведь она влияет на приливы и отливы. Ну и Кориолисово ускорение от движения Земли потребуется - в баллистических расчетах его ведь учитывают)

 

Давайте посчитаем нагрузки на конкретный U-bend в CFD и сравним с тем, что выдает критикуемый вами подход. А потом оценим, как учет разницы в результатах должен повлиять на конструкцию)

 

В SSG-2  теперь такая трактовска:

ПОДХОДЫ К ДЕТЕРМИНИСТИЧЕСКОМУ АНАЛИЗУ БЕЗОПАСНОСТИ

 

2.1.      В Таблице 1 представлены различные варианты выполнения
детерминистических анализов безопасности с разным уровнем консерватизма, связанные с использованными компьютерными кодами (см. Раздел 5), принятыми допущениями о готовности систем, начальными и граничными условиями, взятыми для анализа.

 

2.2.      Вариант 1 - это консервативный подход, когда предполагаемые станционные состояния и физические модели принимаются консервативно. При консервативном подходе параметры должны быть распределенными величинами, которые будут иметь неблагоприятные последствия в отношении конкретных критериев приемлемости. Консервативный подход был широко принят в первые годы проведения анализов безопасности, чтобы упростить анализ и возместить ограничения в моделировании и знаниях о физических явлениях за счет существенно консервативных оценок. Предполагалось, что такой подход ограничит множество схожих переходных процессов так, что критерии приемлемости будут соблюдены для всех ограниченных переходных процессов.

 

2.3.      Опытные исследования привели к существенному росту знаний о физических явлениях, а разработка компьютерных кодов улучшила способности к достижению расчетных результатов, которые более точно соответствуют опытным результатам и зарегистрированной последовательности событий на АЭС. Из-за улучшенных возможностей компьютерных кодов и возможных недостатков консервативного подхода (например, возможная маскировка важных явлений

IAEA SSG-2 Deterministic Safety Analysis for NPPs Rus.docx