초록 ▼

1. 연구개발의 필요성 및 목적
• 원자력 안전과 경제성의 동반향상을 위한 고정밀 열수력 해석 수요의 증대
• 계통스케일 해석코드에서 진일보한 기기스케일 열수력 해석 모듈 개발

2. 연구개발의 내용 및 범위
• 비정렬격자계 3-Field유동방정식 확립
• 다차원 3-Field 2상유동 수치해법개발 및 최적화
• 상세 수치해석격자계 구성기법의 개발
• 3-Field 모델 및 상관식의 정립
• 기기 상세해석을 위한 다차원열전도체 해석모듈개발
• 해석모듈의 Verification 및

1. 연구개발의 필요성 및 목적
• 원자력 안전과 경제성의 동반향상을 위한 고정밀 열수력 해석 수요의 증대
• 계통스케일 해석코드에서 진일보한 기기스케일 열수력 해석 모듈 개발

2. 연구개발의 내용 및 범위
• 비정렬격자계 3-Field유동방정식 확립
• 다차원 3-Field 2상유동 수치해법개발 및 최적화
• 상세 수치해석격자계 구성기법의 개발
• 3-Field 모델 및 상관식의 정립
• 기기 상세해석을 위한 다차원열전도체 해석모듈개발
• 해석모듈의 Verification 및 Validation수행
• 계면면적수송모델의 해석모듈적용 및 검증

3. 연구개발결과
• 열수력 모듈 (CUPID) 개발
• CUPID 의 Verification 완료 및 Validation 수행
• 과도 다차원 2상유동 비정렬 격자계 수치해법 개발

4. 활용계획
• CUPID는 현재 원자로 기기 및 국소 2상 유동 현상의 정밀해석이 가능하나, 추가적인 기능개발 및 검증이 필요함 .
• CUPID의 향후 개선을 통해 다음과 같은 활용이 가능함
- 가압경수로의 강수부 비등 현상, 피동냉각계통의 수조 2차측 열수력 거동해석 등에 활용
- CUPID와 계통분석코드의 연계활용을 통한 계통과도현상의 고정밀 해석
- 중대사고 주요현상 해석의 기본 코드로 활용

( 출처 : 요약서 )

Abstract ▼

Ⅳ. Research Results
(1) Year 2007
• Establishment of the three-field two-fluid equations and the equation of state
• Evaluation of the multi-dimensional two-phase flow numerical solver
• Derivation of the finite volume discretized equations on unstructured mesh
• Development and optim

Ⅳ. Research Results
(1) Year 2007
• Establishment of the three-field two-fluid equations and the equation of state
• Evaluation of the multi-dimensional two-phase flow numerical solver
• Derivation of the finite volume discretized equations on unstructured mesh
• Development and optimization of the numerical methods for the multi-dimensional three-field model
• Improvement of the pressure matrix solver
• Selection of the programming language and design of the code structure
• Geometry input generation method with unstructured mesh
• Development of the graphic user interface for pre- and post-processing

(2) Year 2008
• Literature review for the multi-dimensional two-fluid models
• Implementation of the heat/mass/energy transfer correlations at interfaces and walls
• Derivation of the multi-dimensional heat conduction equation for CUPID
• Coupling of the heat conductor and fluid
• Development the numerical method for the heat conductor
• Verification of the heat conductor model
• Enhancement of the two-phase flow numerical solver
• Enhancement of computation speed by parallel processing

(3) Year 2008
• Selection of the experiments for the CUPID validation
• Validation against the experiments
• Accuracy improvement by the two-phase model and numerical method enhancement
• Improvement the user interface and application of the IAT model
• Validation of the IAT model

( 출처 : SUMMARY )

목차 Contents

• 표지 ... 1제출문 ... 3보고서 요약서 ... 4요약문 ... 6SUMMARY ... 8CONTENTS ... 12목차 ... 16표목차 ... 20그림목차 ... 22제 1 장 연구개발과제 개요 ... 27 제 1 절 연구개발의 필요성 및 목표 ... 28 제 2 절 연구개발 추진체계 ... 31제 2 장 국내외 기술개발 현황 ... 33제 3 장 연구개발 수행 내용 및 결과 ... 41 제 1 절 원자로기기 다차원 열수력해석 모듈 개발요건 수립 ... 42 1. 개발요건 수립 개요 ... 42 2. 해석 모듈의 상세 기능 ... 44 3. 해석 모듈의 확인 및 검증 ... 46 제 2 절 3차원 2상 유동 모델 수립 ... 48 1. 3차원 2상 유동 모델 지배방정식 ... 48 2. 상태방정식 ... 53 3. 3차원 2상 유동모델의 물리적 모델 및 상관식 ... 61 제 3 절 계면면적 수송 모델의 해석모듈 적용 및 검증 ... 81 1. 계면면적 수송 모델 개요 ... 81 2. 계면면적 수송방정식 및 수치 해법 ... 81 3. 검증 계산 결과 ... 88 제 4 절 비정렬 격자계 다차원 3-Field 2상유동 수치해법 개발 및 최적화 ... 105 1. Semi-implicit ICE 기반 비정렬 격자계 수치해법 ... 105 2. SMAC 기반 비정렬 격자계 수치해법 ... 131 3. SIMPLE 기반 비정렬 격자계 수치해법 ... 162 4. 대류항의 2차 정확도 구현 ... 165 제 5 절 기기 상세해석을 위한 다차원 열전도체 해석 모듈 개발 ... 203 1. 열전도 방정식 및 수치해법 ... 203 2. 열전도체 모델 독립 검증 결과 ... 207 3. 유체 모델 독립 검증 결과 ... 211 4. 열전도체-유체 연계 검증 계산 결과 ... 214 5. 열전도 모델의 1차원 응용법 ... 220 6. 열전도체 모델 향후 개선항목 ... 222 제 6 절 수치해석 격자계 구성기법 및 기기열수력 모듈의 일괄계산환경 개발 ... 223 1. 비정렬 격자계 구성 방법 ... 223 2. 범용 격자자료 처리기 개발 ... 225 3. CUPID의 일괄계산환경 개발 ... 226 제 7 절 기기 열수력해석 모듈의 확인(Verification) 및 검증(Validation) ... 230 1. Verification 개념문제 체계 수립 및 평가 ... 230 2. 실증 실험자료에 의한 CUPID의 Validation 수행 ... 244 부호설명(Nomenclature) ... 279제 4 장 연구개발 목표 달성도 및 관련 분야 기여도 ... 283 제 1 절 연구개발 목표 달성도 ... 284 제 2 절 관련 분야 기여도 ... 289제 5 장 연구개발 결과의 활용계획 ... 291제 6 장 연구개발과정에서 수집한 해외과학기술정보 ... 295제 7 장 참고문헌 ... 299부록1. 2상 유동 지배방정식 ... 305부록2. 2007-2009년 주요 연구 내용 요약 ... 321부록3. 연구성과 세부목록 ... 347끝페이지 ... 358