2025-02-23T06:21:40-05:00 DEBUG: VuFindSearch\Backend\Solr\Connector: Query fl=%2A&wt=json&json.nl=arrarr&q=id%3A%22journalsuranuajme-article-255783%22&qt=morelikethis&rows=5
2025-02-23T06:21:40-05:00 DEBUG: VuFindSearch\Backend\Solr\Connector: => GET http://localhost:8983/solr/biblio/select?fl=%2A&wt=json&json.nl=arrarr&q=id%3A%22journalsuranuajme-article-255783%22&qt=morelikethis&rows=5
2025-02-23T06:21:40-05:00 DEBUG: VuFindSearch\Backend\Solr\Connector: <= 200 OK
2025-02-23T06:21:40-05:00 DEBUG: Deserialized SOLR response
Mathematical and Computer Modeling of Convective Heat Transfer in Fuel Cartridges of Fuel Elements with Different Shapes and Packing of Rods
The paper consists of three sections and is of an informational and generalizing nature, indicating promising areas for further research. The first section "R-functions method in mathematical modeling of convective heat transfer in fuel cartridges with fuel elements" is devoted to the use...
Saved in:
| Main Authors: | , , , |
|---|---|
| Format: | Article |
| Language: | Russian English |
| Published: |
Journal of Mechanical Engineering
2022
|
| Online Access: | https://journals.uran.ua/jme/article/view/255783 |
| Tags: |
Add Tag
No Tags, Be the first to tag this record!
|
| id |
journalsuranuajme-article-255783 |
|---|---|
| record_format |
ojs |
| institution |
Journal of Mechanical Engineering |
| collection |
OJS |
| language |
Russian English |
| format |
Article |
| author |
Максименко-Шейко, К. В. Шейко, Т. И. Лисин, Д. А. Т. Б. Дудинов, Т. Б. |
| spellingShingle |
Максименко-Шейко, К. В. Шейко, Т. И. Лисин, Д. А. Т. Б. Дудинов, Т. Б. Mathematical and Computer Modeling of Convective Heat Transfer in Fuel Cartridges of Fuel Elements with Different Shapes and Packing of Rods |
| author_facet |
Максименко-Шейко, К. В. Шейко, Т. И. Лисин, Д. А. Т. Б. Дудинов, Т. Б. |
| author_sort |
Максименко-Шейко, К. В. |
| title |
Mathematical and Computer Modeling of Convective Heat Transfer in Fuel Cartridges of Fuel Elements with Different Shapes and Packing of Rods |
| title_short |
Mathematical and Computer Modeling of Convective Heat Transfer in Fuel Cartridges of Fuel Elements with Different Shapes and Packing of Rods |
| title_full |
Mathematical and Computer Modeling of Convective Heat Transfer in Fuel Cartridges of Fuel Elements with Different Shapes and Packing of Rods |
| title_fullStr |
Mathematical and Computer Modeling of Convective Heat Transfer in Fuel Cartridges of Fuel Elements with Different Shapes and Packing of Rods |
| title_full_unstemmed |
Mathematical and Computer Modeling of Convective Heat Transfer in Fuel Cartridges of Fuel Elements with Different Shapes and Packing of Rods |
| title_sort |
mathematical and computer modeling of convective heat transfer in fuel cartridges of fuel elements with different shapes and packing of rods |
| title_alt |
Математическое и компьютерное моделирование конвективного теплообмена в топливных кассетах ТВЭЛов при различной форме и упаковке стержней Математичне й комп’ютерне моделювання конвективного теплообміну в паливних касетах ТВЕЛів за різної форми та упаковки стрижнів |
| description |
The paper consists of three sections and is of an informational and generalizing nature, indicating promising areas for further research. The first section "R-functions method in mathematical modeling of convective heat transfer in fuel cartridges with fuel elements" is devoted to the use of new constructive tools of the R-functions method for mathematical and computer modeling of fuel elements packings with different types of symmetry, as well as the study of convective heat transfer in fuel elements grids and the effect of the type of packing on the distribution of velocity and temperature. An octahedral cartridge with 37 fuel elements packed according to three patterns (cyclic, checkerboard and in-line) is considered. It is noted that when constructing the equations of a cartridge with bundles of fuel elements using the new method, the number of R-operations and, accordingly, the calculation time are significantly reduced. An analysis of the obtained results allows to conclude that the maximum temperature is obtained with cyclic packing. The scheme of the reactor, the cartridges of which are hexagonal casings, with 91 fuel elements placed in each of them both with checkerboard and cyclic packing, is also considered. In the second section "Thermal-hydraulic calculation of fuel elements cartridges in case of violation of the rods packing symmetry", a hexagonal fuel cartridge with 169 fuel elements and checkerboard packing is considered. An increase in temperature is analyzed in case of violation of the packing symmetry while maintaining the parallelism of the rods, as well as in case of a curvature of one of them. The third section "R-functions, fuel element with polyzonal finning of the shell and heat transfer during fluid motion" is focused on the construction of equations for various finning surfaces of fuel elements and the study of hydrodynamic and temperature fields in case of polyzonal finning of the shell. At the same time, using the apparatus of tensor analysis, a transition to a curvilinear non-orthogonal (helical) coordinate system was made. It is noted that mathematical modeling and the associated computer experiment are indispensable in cases where a full-scale experiment is impossible or difficult to conduct for one reason or another. In addition, working with mathematical model of the process and the computational experiment make it possible to investigate the properties and behavior of the process in various situations relatively quickly and without significant expenses. The reliability of the methods, results and conclusions is confirmed by comparison with the information given in the references, the results of the analysis of the numerical convergence of solutions and the calculation of the residual. |
| publisher |
Journal of Mechanical Engineering |
| publishDate |
2022 |
| url |
https://journals.uran.ua/jme/article/view/255783 |
| work_keys_str_mv |
AT maksimenkošejkokv mathematicalandcomputermodelingofconvectiveheattransferinfuelcartridgesoffuelelementswithdifferentshapesandpackingofrods AT šejkoti mathematicalandcomputermodelingofconvectiveheattransferinfuelcartridgesoffuelelementswithdifferentshapesandpackingofrods AT lisinda mathematicalandcomputermodelingofconvectiveheattransferinfuelcartridgesoffuelelementswithdifferentshapesandpackingofrods AT tbdudinovtb mathematicalandcomputermodelingofconvectiveheattransferinfuelcartridgesoffuelelementswithdifferentshapesandpackingofrods AT maksimenkošejkokv matematičeskoeikompʹûternoemodelirovaniekonvektivnogoteploobmenavtoplivnyhkassetahtvélovprirazličnojformeiupakovkesteržnej AT šejkoti matematičeskoeikompʹûternoemodelirovaniekonvektivnogoteploobmenavtoplivnyhkassetahtvélovprirazličnojformeiupakovkesteržnej AT lisinda matematičeskoeikompʹûternoemodelirovaniekonvektivnogoteploobmenavtoplivnyhkassetahtvélovprirazličnojformeiupakovkesteržnej AT tbdudinovtb matematičeskoeikompʹûternoemodelirovaniekonvektivnogoteploobmenavtoplivnyhkassetahtvélovprirazličnojformeiupakovkesteržnej AT maksimenkošejkokv matematičnejkompûternemodelûvannâkonvektivnogoteploobmínuvpalivnihkasetahtvelívzaríznoíformitaupakovkistrižnív AT šejkoti matematičnejkompûternemodelûvannâkonvektivnogoteploobmínuvpalivnihkasetahtvelívzaríznoíformitaupakovkistrižnív AT lisinda matematičnejkompûternemodelûvannâkonvektivnogoteploobmínuvpalivnihkasetahtvelívzaríznoíformitaupakovkistrižnív AT tbdudinovtb matematičnejkompûternemodelûvannâkonvektivnogoteploobmínuvpalivnihkasetahtvelívzaríznoíformitaupakovkistrižnív |
| first_indexed |
2024-06-01T14:44:39Z |
| last_indexed |
2024-06-01T14:44:39Z |
| _version_ |
1800670365760880640 |
| spelling |
journalsuranuajme-article-2557832022-04-29T13:17:47Z Mathematical and Computer Modeling of Convective Heat Transfer in Fuel Cartridges of Fuel Elements with Different Shapes and Packing of Rods Математическое и компьютерное моделирование конвективного теплообмена в топливных кассетах ТВЭЛов при различной форме и упаковке стержней Математичне й комп’ютерне моделювання конвективного теплообміну в паливних касетах ТВЕЛів за різної форми та упаковки стрижнів Максименко-Шейко, К. В. Шейко, Т. И. Лисин, Д. А. Т. Б. Дудинов, Т. Б. The paper consists of three sections and is of an informational and generalizing nature, indicating promising areas for further research. The first section "R-functions method in mathematical modeling of convective heat transfer in fuel cartridges with fuel elements" is devoted to the use of new constructive tools of the R-functions method for mathematical and computer modeling of fuel elements packings with different types of symmetry, as well as the study of convective heat transfer in fuel elements grids and the effect of the type of packing on the distribution of velocity and temperature. An octahedral cartridge with 37 fuel elements packed according to three patterns (cyclic, checkerboard and in-line) is considered. It is noted that when constructing the equations of a cartridge with bundles of fuel elements using the new method, the number of R-operations and, accordingly, the calculation time are significantly reduced. An analysis of the obtained results allows to conclude that the maximum temperature is obtained with cyclic packing. The scheme of the reactor, the cartridges of which are hexagonal casings, with 91 fuel elements placed in each of them both with checkerboard and cyclic packing, is also considered. In the second section "Thermal-hydraulic calculation of fuel elements cartridges in case of violation of the rods packing symmetry", a hexagonal fuel cartridge with 169 fuel elements and checkerboard packing is considered. An increase in temperature is analyzed in case of violation of the packing symmetry while maintaining the parallelism of the rods, as well as in case of a curvature of one of them. The third section "R-functions, fuel element with polyzonal finning of the shell and heat transfer during fluid motion" is focused on the construction of equations for various finning surfaces of fuel elements and the study of hydrodynamic and temperature fields in case of polyzonal finning of the shell. At the same time, using the apparatus of tensor analysis, a transition to a curvilinear non-orthogonal (helical) coordinate system was made. It is noted that mathematical modeling and the associated computer experiment are indispensable in cases where a full-scale experiment is impossible or difficult to conduct for one reason or another. In addition, working with mathematical model of the process and the computational experiment make it possible to investigate the properties and behavior of the process in various situations relatively quickly and without significant expenses. The reliability of the methods, results and conclusions is confirmed by comparison with the information given in the references, the results of the analysis of the numerical convergence of solutions and the calculation of the residual. Работа состоит из трёх разделов и носит информационно-обобщающий характер с указанием перспективных направлений дальнейших исследований. Первый раздел «Метод R-функций в математическом моделировании конвективного теплообмена в топливных кассетах с ТВЭЛами» посвящён применению новых конструктивных средств метода R-функций для математического и компьютерного моделирования упаковок ТВЭЛов с различными типами симметрии, а также изучению конвективного теплообмена в решетках ТВЭЛов и влияния вида упаковки на распределение скорости и температуры. Рассмотрена восьмигранная кассета с 37 ТВЭЛами, упакованными по трем схемам: циклической, шахматной и коридорной. Отмечено, что при построении уравнений кассеты с пучками ТВЭЛов по новой методике количество R-операций и, соответственно, время расчета существенно уменьшаются. Анализ полученных результатов позволяет сделать вывод, что при циклической упаковке получаем максимальную температуру. Рассмотрена также схема реактора, кассеты которого представляют собой шестигранные кожухи, где в каждом размещены по 91 ТВЭЛу как с шахматной, так и с циклической упаковкой. Во втором разделе «Теплогидравлический расчет кассет ТВЭЛов при нарушении симметрии упаковки стержней» рассмотрена шестигранная топливная кассета с 169 ТВЭЛами и шахматной упаковкой. Проанализировано повышение температуры в случае нарушения симметрии упаковки при сохранении параллельности стержней, а также в случае искривления одного из них. В третьем разделе «R-функции, ТВЭЛ с полизональным оребрением оболочки и теплообмен при движении жидкости» внимание акцентируется на построении уравнений различных поверхностей оребрения ТВЭЛов и исследовании гидродинамических и температурных полей при полизональном оребрении оболочки. При этом, используя аппарат тензорного анализа, осуществлён переход в криволинейную неортогональную (винтовую) систему координат. Отмечено, что математическое моделирование и связанный с ним компьютерный эксперимент незаменимы в тех случаях, когда натурный эксперимент невозможен или затруднен по тем или иным причинам. Кроме того, работа с математической моделью процесса и вычислительный эксперимент дают возможность относительно быстро и без существенных затрат исследовать свойства и поведение процесса в различных ситуациях. Достоверность методов, результатов и выводов подтверждена сравнением со сведениями, приведенными в литературе, результатами анализа численной сходимости решений и вычислением невязки. Робота складається з трьох розділів і має інформаційно-узагальнюючий характер із зазначенням перспективних напрямів подальших досліджень. Перший розділ «Метод R-функцій у математичному моделюванні конвективного теплообміну в паливних касетах з ТВЕЛами» присвячено застосуванню нових конструктивних засобів методу R-функцій для математичного й комп’ютерного моделювання упаковок ТВЕЛів із різними типами симетрії, а також дослідженню конвективного теплообміну в ґратках ТВЕЛів і впливу виду упаковки на розподіл швидкості й температури. Розглянуто восьмигранну касету з 37 ТВЕЛами, упакованими за трьома схемами: циклічною, шаховою й коридорною. Зазначено, що при побудові рівнянь касети з пучками ТВЕЛів за новою методикою кількість R-операцій і, відповідно, час розрахунку істотно зменшилися. Спираючись на отримані результати, зроблено висновок, що при циклічній упаковці отримуємо максимальну температуру. Розглянуто також схему реактора, касети якого являють собою шестигранні кожухи, де в кожному розміщено по 91 ТВЕЛу як з шаховою, так і циклічною упаковкою. У другому розділі «Теплогідравлічний розрахунок касет ТВЕЛів при порушенні симетрії упаковки стрижнів» розглянуто шестигранна паливна касета із 169 ТВЕЛами й шаховою упаковкою, а також підвищення температури у разі порушення симетрії упаковки і при збереженні паралельності стрижнів, і у разі викривлення одного з них. Третій розділ «R-функції, ТВЕЛ з полізональним оребренням оболонки і теплообмін при русі рідини» присвячено побудові рівнянь різних поверхонь оребрення ТВЕЛів і дослідженню гідродинамічних і температурних полів при полізональному оребренні оболонки. При цьому завдяки використанню апарату тензорного аналізу здійснено перехід у криволінійну неортогональну (гвинтову) систему координат. Зосереджено увагу на тому, що математичне моделювання й пов’язаний із ним комп’ютерний експеримент незамінні в тих випадках, коли натурний експеримент неможливий або ускладнений з тих чи інших причин. Крім того, робота з математичною моделлю процесу і проведення обчислювального експерименту дають змогу відносно швидко і без істотних витрат досліджувати властивості й поведінку процесу в різних ситуаціях. Достовірність методів, результатів і висновків підтверджена порівнянням із відомостями, раніше наведеними в літературі, результатами аналізу чисельної збіжності розв’язків й обчисленням нев’язки. Journal of Mechanical Engineering Проблемы машиностроения Проблеми машинобудування 2022-04-29 Article Article application/pdf application/pdf https://journals.uran.ua/jme/article/view/255783 Journal of Mechanical Engineering; Vol. 25 No. 1 (2022); 40-54 Проблемы машиностроения; Том 25 № 1 (2022); 40-54 Проблеми машинобудування; Том 25 № 1 (2022); 40-54 2709-2992 2709-2984 ru en https://journals.uran.ua/jme/article/view/255783/252885 https://journals.uran.ua/jme/article/view/255783/252887 Copyright (c) 2022 К. В. Максименко-Шейко, Т. И. Шейко, Д. А. Лисин, Т. Б. Т. Б. Дудинов http://creativecommons.org/licenses/by-nd/4.0 |