표면온배수 난류모형

Turbulence Models for the Surface Discharge of Heated Water

난류 및 부력효과가 강한 온배수 확산을 예측하기 위하여 난류모델을 이용한 수치모델의 개발이 두드러지고 있다. 본 연구는 정지수역으로 유입하는 온배수 수치모델을 개발하였다. Reynolds 응력항 및 난류 열 프럭스항의 처리를 위하여 k-$\varepsilon$난류모델에 온도자승유동항과 이의 감쇄율 전달방정식을 추가한 4-방정식 난류모델을 이용하였다. 지배방정식을 부분적인 포물형태의 전환을 통한 수치해석이 이용되었다. 계산결과는 Pande 등의 실험결과와 비교적 잘 일치하였고, McGuirk 등의 2-방정식 난류모델에 의한 해석결과와 비교분석하였다. 아울러 고리 원자력 1호기에의 적용을 통하여 본 모델의 실용성 및 타당성 입증하였다.

In order to predict the dispersion of a thermal discharge with strong turbulent and buoyant effects, the development of a numerical model using turbulence model and its application are significantly increased. In this study, a 3-dimensional steady-state model for the surface discharge of heated water into quiescent water body is developed. For the model closure of turbulent terms the 4-equation turbulence model is used. For economic numerical simulation, the elliptic governing equations are transformed to the partially parabolic equations. In general, the simulated results by the present model agree well to the experimental results by Pande and Rajaratnam. The model characteristics are presented in comparison with the predicted results of the 2-equation turbulence model by McGuirk and Rodi. Applying the 4-equation turbulence model to the Korea nuclear unit 1 at Kori site, feasibility and efficiency of the present model are validated.