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Rechenprogramme

AFDM
Das Multiphasenprogramm AFDM (Advanced Fluid Dynamics Model) aus der SIMMER Familie hat zwei Dimensionen und behandelt hoch transiente Strömungen mit drei Komponenten in drei Geschwindigkeitsfeldern. Die Entwicklung des Codes wurde von US-NRC, PNC Japan, CEA Frankreich, JRC Ispra, und Forschungszentrum Karlsruhe (FZK) unterstützt. Der Code erlaubt die Behandlung einer ersten Komponente im festen, flüssigen und Dampfzustand, einer zweiten Komponente im flüssigen und im Dampfzustand und einer dritten Komponente im Dampfzustand. Die Standartversion des Programms modelliert die folgenden Prozesse: kompressible Strömung mit Multikomponenten, Multigeschwindigkeiten und Multiphasen, Wärme- und Stoffübertragung, Schmelzen, Erstarren, Verdampfung und Kondensation, und orts- und zeitabhängige Grenzflächen mit Quellterm. Die numerische Lösungsmethode (predictor-corrector method) erlaubt dem Benutzter explizite Modelle hinzuzufügen. Die DCH-Version des Programms modelliert Dampfbildung im RDB, Strömung durch das Bruchloch, Aufweiten der Bruchstelle durch Ablation, Strahlauflösung, Zurückhalten der Schmelze an Wänden, Entrainment der Flüssigkeit, Krustenbildung, thermische und chemische Wechselwirkung von Dampf und Flüssigkeit (Wasserstofferzeugung) und Wasserstoffverbrennung.

Details

WECHSL

Das Rechenprogramm wird zur Analyse der thermischen und chemischen Wechselwirkungen einer Kernschmelze mit Beton in zweidimensionaler wie auch eindimensionaler achsensymmetrischer Betonkaverne herangezogen. Die numerische Simulation kann von Beginn des Kontaktes einer heißen flüssigen Schmelze über das Einsetzen von Erstarrungsvorgängen bis zur langzeitigen Erosion des Fundaments über mehrere Tage mit der Möglichkeit der Fundamentdurchdringung durchgeführt werden. Dabei wird angenommen, daß der Metallanteil der Schmelze eine Schicht am Boden der Kaverne bildet und von der Oxidschmelze überdeckt wird, oder daß nur eine Oxidschmelze existiert, die die homogen eingemischte Metallschmelze enthalten kann. Die Wärmeerzeugung in der Schmelze erfolgt durch die nukleare Nachwärme sowie durch Oxidationsprozesse in der Metallschmelze. Die Energie wird abgeführt an den aufschmelzenden Beton und in den oberen Teil des Sicherheitsbehälters. Für letzteres sind die thermische Strahlung oder das Verdampfen von Sumpfwasser, das die Schmelzenoberfläche möglicherweise fluten kann, von Bedeutung.

CORFLOW

Im Rahmen der nuklearen Sicherheitsforschung ist die Untersuchung der Bedingungen, unter denen eine ausreichend homogene Ausbreitung der Kernschmelze zu erwarten ist, um somit deren sichere Kühlbarkeit nach einem passiven Eintritt der Flutung mit Wasser zu erreichen, von großer Bedeutung. CORFLOW behandelt dreidimensionale Strömungen mit einer freien Oberfläche. Der Einfluß der Kühlung auf die Ausbreitung wird durch eine temperaturabhängige Viskosität beschrieben. Der Anstieg der Viskosität in den thermischen Grenzschichten, die sich in der Schmelze herausbilden, kann zum Anhalten der Ausbreitungsfront führen.