Теплоэнергетика, 2024, № 4, стр. 21-29

Представлен безытерационный неявный метод решения дискретных уравнений сохранения двухжидкостной модели расчетного кода (РК) КОРСАР/ГП (далее КОРСАР). Код КОРСАР/ГП является совместной разработкой сотрудников НИТИ и ОКБ “Гидропресс”. Он был аттестован в 2021 г. в Ростехнадзоре применительно к расчетному обоснованию безопасности реакторных установок с водо-водяным энергетическим реактором. В коде заложена полунеявная численная схема, которая ограничивает временной шаг интегрирования условием Куранта по скорости двухфазного потока. Для ускорения расчетов длительных переходных режимов реакторных установок разработан неявный численный метод без ограничения временного шага условием Куранта, основанный на методе SETS (stability-enhancing two-step). Он базируется на полунеявной схеме. Предварительно перед ее использованием на каждом шаге по времени решаются дискретные уравнения сохранения количества движения фаз для неявного выражения конвективных членов. После полунеявного этапа на новом временном слое вычисляются удельные (на единицу объема) массы и энергии фаз, которые являются донорными величинами в конвективных членах уравнений переноса. В отличие от SETS-метода, в неявном методе, разработанном для РК КОРСАР, используется полунеявная схема с линеаризацией нестационарных членов изменения удельных массы и энергии двухфазного потока, что позволяет проводить безытерационное решение дискретных уравнений. Однако реализация этой процедуры требует определения неизвестных скалярных переменных в расчетных ячейках: удельных энтальпий фаз, объемного паросодержания, давления – и согласования полей скоростей фаз с новым полем давления. Поэтому повторно применяется полунеявная схема с линеаризацией нестационарных членов в конце временного шага с перевычисленными донорными величинами. Работоспособность и эффективность разработанного неявного метода подтверждены путем решения по коду КОРСАР тестовой задачи с течением двухфазного потока под перепадом давления в обогреваемой горизонтальной трубе.