СЕМИНАР ПО МЕХАНИКЕ СПЛОШНЫХ СРЕД

Уважаемые коллеги!

В среду, 19 октября 2016 г., в кинозале Института механики МГУ в 12.00 состоится очередное заседание семинара по механике сплошных сред под руководством А.Г. Куликовского, В.П. Карликова и О.Э. Мельника.

Якуш С.Е.

Институт проблем механики им. А.Ю.Ишлинского РАН

МНОГОФАЗНЫЕ ТЕЧЕНИЯ В ТЕПЛОВЫДЕЛЯЮЩИХ ПОРИСТЫХ СРЕДАХ: ФИЗИЧЕСКИЕ ЯВЛЕНИЯ И МОДЕЛИ

Рассмотрены нестационарные процессы, сопровождающие взаимодействие высокотемпературных расплавов с водой, формирование пористых объемов и их последующее охлаждение в большом объеме жидкого теплоносителя. Задачи такого типа возникают при моделировании тяжелых аварий на атомных энергетических установках. Дан краткий обзор основных физических явлений, приведены примеры их экспериментального изучения. Представлены математические модели для описания многофазных течений при движении дисперсных частиц в бассейне теплоносителя, выпадении частиц на поверхность с образованием пористой среды, трехфазных течений в системе «пористая среда – жидкость – пар».

Приведены результаты расчетов выпадения дисперсных частиц в заполненном водой бассейне, с учетом рассеяния частиц при взаимодействии с естественно-конвективным циркуляционным течением, возникающем за счет выделения пара. Точность модели проверена сравнением с экспериментами по осаждению стальных и стеклянных частиц в плоском бассейне с циркуляцией, возникающей за счет вдува воздуха.

Рассмотрены критические условия, определяющие возможность долговременного охлаждения тепловыделяющей пористой среды. Получена функциональная форма критерия возникновения осушенных областей. Приведены примеры расчетов охлаждения пористых объемов различной формы, результаты которых обобщены в виде эффективной аппроксимационной (суррогатной) модели, позволяющей получать быстрые оценки условий возникновения осушенных зон в зависимости от свойств пористой среды (диаметр частиц, пористость), давления в системе и формы пористого объема. При помощи таких моделей методом Монте-Карло определены условные вероятности возникновения осушенной зоны при имеющихся неопределенностях параметров задачи.

В заключение рассмотрены результаты моделирования разогрева осушенной зоны при сверхкритической мощности тепловыделения. Предложены аналитические модели, обобщающие результаты численных расчетов, для максимальной достижимой температуры и размера осушенной зоны.