Вначале определяется, не должно ли производиться на данном временном шаге перемещение аксиальных ячеек вниз как следствие того, что масса некоторых ячеек уменьшилась до величины, меньшей, чем заданное во входном файле значение параметра MinMass (по умолчанию 5×10-6 кг). Эта операция производится первой, поскольку она никак не затрагивает внутреннюю структуру слоев в аксиальных ячейках, а лишь сдвигает ячейки как целое. Перемещение происходит только в случае ModelOfCellDestruction=0 в разделе &OPTIONS входного файла.
- На следующем этапе происходит определение «новых» температур всех физических слоев посредством интерполяции между величинами температур в узлах сетки РАТЕГа, полученных к этому моменту в РАТЕГе в процедуре radius путем решения уравнения распространения тепла в объеме ТЭ и переданных в СВЕЧУ при вызове процедуры ratsve.
- Затем пересчитываются для вновь полученных температур параметры плотности, теплоемкости, теплопроводности, энтальпии. Пересчет производится для каждого слоя в каждой аксиальной ячейке.
- Вследствие изменения плотности материалов необходим на следующем шаге учет эффектов теплового расширения материалов. При этом не только меняются граничные радиусы слоев, но может также происходить образование и исчезновение промежутков между физическими слоями (говоря другим языком, может происходить образование либо исчезновение слоев, материал в которых имеет имя “gap”).
- Далее проводится анализ получившейся конфигурации слоев и в случае, если оказываются соседними два слоя, состоящие из расплавленных материалов, производится их объединение в один новый слой.
- На следующем этапе анализируется, возможно ли вытекание расплавленного материала на внешнюю поверхность ТЭ сквозь разрушившуюся оболочку. Если во входном файле был задан параметр Decant=1, производится «десантирование» такого материала на внешнюю границу ТЭ.
- После этого очередного изменения геометрической конфигурации ТЭ вновь пересчитываются параметры физических слоев.
- Далее, на основе критериев, заложенных в модуле DROG, определяется, может ли произойти на данном временном шаге перемещение масс расплава из выше лежащих аксиальных ячеек в ячейки, расположенные ниже.
- После этого происходит моделирование физико-химических процессов в материалах. Эти процессы включают в себя моделирование взаимодействий (как в твердой, так и в жидкой фазе) в системе uo2-zr-h2o, а также взаимодействие стали с водяным паром. На этой стадии работают сразу три модуля, входящие в пакет СВЕЧА: PROF, LIQF и FEOX.
- После очередного пересчета параметров физических слоев, происходит (если во входном файле задан параметр Crox=1, и если к данному моменту времени разница давлений внутри и снаружи ТЭ превышает 105 Па) вызов модели, описывающей деформацию оболочки ТВЭЛа (модуль CROX).
- Затем следует анализ параметров системы на предмет возможного разрушения слоя ZrO2 (при достаточно высокой температуре).
- В случае, если разрушение оксидного слоя произошло, после этого вновь следует вызов процедуры, моделирующей объединение соседних расплавленных слоев.
- После этого производится последний на данном временном шаге пересчет свойств материалов в физических слоях, за которым следует процедура расстановки энерговыделения (включая ядерное, химическое, электрическое и то, которое связано со стеканием материалов в низлежащие аксиальные ячейки) сначала в каждом из физических слоев. Затем производится пересчет энерговыделения к радиальной и аксиальной сеткам РАТЕГа, на которых производится решение задачи распространения тепла по ТЭ (в подпрограмме radius пакета РАТЕГ).
Пакет СВЕЧА содержит ряд подпрограмм, в функцию которых входит охват моделей различных физических процессов, а также моделей, специфических для таких элементов реактора, как, например, дистанционирующие решетки и т.д. Ниже приводится перечень основных и вспомогательных модулей пакета СВЕЧА.
Возможны три метода «связывания» различных физических процессов при численном решении:
- «Слабая» связь или расщепление по физическим процессам: При этом подходе для аппроксимации каждого процесса используется своя схема, а для решения разностных уравнений - свой метод. Вклад каждого процесса на временном шаге учитывается отдельно. Такой подход имеет ряд достоинств:
- программа легко разбивается на ряд простых модулей, что упрощает создание и развитие программы
- для каждого процесса могут использоваться аппроксимация и метод решения, наиболее учитывающий особенности данного процесса.
Недостаток такого подхода в том, что расщепление накладывает специфические ограничения на временной шаг и порядок аппроксимации по времени в этом случае не может превышать первого порядка.
- «Сильная» связь или глобальная неявная аппроксимация: В этом случае связываемые процессы аппроксимируются единой неявной по времени аппроксимацией, и результирующая система разностных уравнений решается единым методом. Достоинство такого подхода в том, что связь, в данном случае, не накладывает дополнительных ограничений на временной шаг. Недостаток – в сложности метода решения и в трудностях со структуризацией программы по отдельным процессам.
- Различные промежуточные методы связи: Возможны различные методы, занимающие промежуточное положение между вышеописанными. Например, использовать расщепление по процессам с уточнением решения итерациями.
Для первой версии комплекса выбран метод расщепления как метод наиболее просто реализуемый. В следующих подразделах описаны межмодульные интерфейсы
Уважаемый посетитель!
Чтобы распечатать файл, скачайте его (в формате Word).
Ссылка на скачивание - внизу страницы.