핵연료봉 주위의 난류 유동장 특성에 미치는 이차 유동의 영향에 대한 연구

Study of the Secondary Flow Effect on the Turbulent Flow Characteristics in Fuel Rod Bundles

수치 해석을 통하여 이차유동을 포함한 핵연료봉 주위의 난류 유동장을 예측하였다. 등방성 난류와 점성계수 모델과 이차 유동을 모사하기 위해 단순화된 대수응력모델을 사용하여 난류 운동 에너지 (k)와 난류 에너지 소멸률($\varepsilon$)의 이 방정식 모델과 운동량 방정식을 유한 차분법으로 풀어 유동장내의 평균속도, 이차유동, 난류 운동 에너지, 난류 응력 분포 등을 구하였다. 수치해석 예측치를 실험데이타와 비교하여 만족할만한 결과를 얻었고 유동장내에서 이차유동의 영향을 확인하였다. 즉 이차유동이 절대 크기는 작더라도 대류 효과에 의해 큰 영향을 미치는 것을 본 연구를 통해 알 수 있었다.

Numerical Predictions including secondary flows have been Performed for fully developed turbulent single-phase rod bundle flows. The k-$\varepsilon$ turbulence model(two equation model) for the isotropic eddy viscosity, together with an algebraic stress model for generating secondary velocities, enabled the prediction of mean axial velocities, secondary velocities, and turbulent kinetic energy and turbulent stresses. Comparisons with experiment hate shown that the influence of secondary motion on mean flow and turbulence is dearly evident. The convective transport effects of secondary flow on the velocity field have been identified.