Tesi etd-05292020-102805 |
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Tipo di tesi
Tesi di laurea magistrale
Autore
GHIRARDINI, GIORGIO
URN
etd-05292020-102805
Titolo
CFD analysis of stratification erosion phenomena in a nuclear reactor model containment
Dipartimento
INGEGNERIA CIVILE E INDUSTRIALE
Corso di studi
INGEGNERIA NUCLEARE
Relatori
relatore Prof. Ambrosini, Walter
relatore Prof. Forgione, Nicola
relatore Dott. Moretti, Fabio
relatore Prof. Forgione, Nicola
relatore Dott. Moretti, Fabio
Parole chiave
- CFD
- containment
- contenimento
- hydrogen
- idrogeno
- nuclear
- nucleare
- safety
- sicurezza
Data inizio appello
15/06/2020
Consultabilità
Non consultabile
Data di rilascio
15/06/2090
Riassunto
Il progetto HYMERES (HYdrogen Mitigation Experiments for REactor Safety) nasce nel 2013 in ambito OECD/NEA, con la finalità di migliorare la comprensione dei fenomeni legati all'idrogeno all'interno del contenimento dei reattori nucleari, notoriamente importanti nell'ambito della sicurezza dei reattori. In questo contesto è stato condotto un benchmark svolto nell'apparato sperimentale PANDA del Paul Sherrer Institute (PSI).
Il benchmark, composto da 4 esperimenti simili HP1-6-0, HP1-7-0, HP1-6-2 e ST1-2-2, tratta il mixing tra un getto di vapore e uno strato di elio in presenza o meno di ostacoli. La tesi, riguardante la fase ST1-2-2, si concentra sulla ricerca di un modello CFD che possa descrivere accuratamente il fenomeno. Le difficoltà che hanno caratterizzato le simulazioni sono la durata del transitorio (dell'ordine del migliaio di secondi) e le dimensioni del dominio del fluido (90 m^3).
Sono stati utilizzati modelli di turbolenza a due equazioni come il k-ε (standard) e il SST (basato sul k-ω), con l'implementazione del modello di irraggiamento alle ordinate discrete di tipo P1.
I risultati ottenuti sono stati confrontati con quelli sperimentali e quelli ottenuti da altre organizzazioni. Gran parte delle simulazioni hanno dato prova di descrivere l'evoluzione della temperatura e delle frazioni di massa delle specie chimiche in maniera adeguata.
Le simulazioni sono state eseguite tramite il codice ANSYS CFX 2019 R2.
Il benchmark, composto da 4 esperimenti simili HP1-6-0, HP1-7-0, HP1-6-2 e ST1-2-2, tratta il mixing tra un getto di vapore e uno strato di elio in presenza o meno di ostacoli. La tesi, riguardante la fase ST1-2-2, si concentra sulla ricerca di un modello CFD che possa descrivere accuratamente il fenomeno. Le difficoltà che hanno caratterizzato le simulazioni sono la durata del transitorio (dell'ordine del migliaio di secondi) e le dimensioni del dominio del fluido (90 m^3).
Sono stati utilizzati modelli di turbolenza a due equazioni come il k-ε (standard) e il SST (basato sul k-ω), con l'implementazione del modello di irraggiamento alle ordinate discrete di tipo P1.
I risultati ottenuti sono stati confrontati con quelli sperimentali e quelli ottenuti da altre organizzazioni. Gran parte delle simulazioni hanno dato prova di descrivere l'evoluzione della temperatura e delle frazioni di massa delle specie chimiche in maniera adeguata.
Le simulazioni sono state eseguite tramite il codice ANSYS CFX 2019 R2.
File
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