• Nuclear Engineering and Technology
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• 제56권2호
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• pp.624-635
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• 2024

In two-fluid simulations of flow boiling, the modeling of the mean bubble diameter is a key parameter in the closure relations governing the intefacial transfer of mass, momentum, and energy. Monodispersed approach proved to be insufficient to describe the significant variation in bubble size during flow boiling in a heated pipe. A population balance model (PBM) has been employed to address these shortcomings. During nucleate boiling, vapor bubbles of a certain size are formed on the heated wall, detach and migrate into the bulk flow. These bubbles then grow, shrink or disintegrate by evaporation, condensation, breakage and aggregation. In this study, a parametric analysis of the PBM aggregation and breakage models has been performed to investigate their effect on the radial distribution of the mean bubble diameter and vapor volume fraction. The simulation results are compared with the DEBORA experiments (Garnier et al., 2001). In addition, the influence of PBM parameters on the local distribution of individual bubble size groups was also studied. The results have shown that the modeling of aggregation process has the largest influence on the results and is mainly dictated by the collisions due to flow turbulence.

• 에너지공학
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• 제25권1호
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• pp.69-75
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• 2016

기포크기는 다차원 이상유동에서 정확한 기포거동의 예측을 위해 중요한 인자이다. 현재 CFD 코드인 STAR CCM+에서는 유동채널에서 기포크기예측을 위해 역학적인 기포크기모델인 $S{\gamma}$ 모델을 제공하고 있다. 기포크기 예측을 위한 또 다른 모델로써 고압조건의 과냉 비등 실험인 DEBORA 실험을 바탕으로 개발된 Yun 모델이 있다. 본 연구에서는 상용 CFD 코드인 STAR CCM+ ver. 10.02를 이용하여 물-공기 이상유동에 대한 수치해석을 통해 $S{\gamma}$ 모델과 Yun 모델의 성능을 확인하고 평가하였다. 이를 위해 두 모델은 수직관에서의 물-공기 실험인 DEDALE 실험과 Hibiki 등의 실험에 대하여 평가되었다. 해석 결과 $S{\gamma}$ 모델은 이상유동 인자들을 합리적으로 예측하였으며, Yun 모델은 저압조건의 물-공기 유동에는 적합하지 않음을 확인하였다.