欧拉多流态：压力水反应器

此教程介绍了如何使用 Simcenter STAR-CCM+ 的多流态模型模拟压力水反应器中的空气-水逆流。

多流态模型在单个模型中将 VOF 模型与欧拉多相模型的优势相结合，此模型可以获得若干不同的共存流区域：

• 分层流 / 自由表面
• 离散喷射
• 离散气泡

多流态模型以与 VOF 模型类似的方式获得清晰的自由表面。但是，如果液滴或气泡比网格可以求解的小，多流态模型将其作为离散相处理。此方法与大漩涡模拟 (LES) 模型类似，在该模型中，求解大于方格的尺度，并对次网格尺度建模。

此教程使用多流态模型模拟压力水反应器 (PWR) 中的空气-水逆流。在某些场景中，进入 PWR 的冷却液流速可能被气体逆流大幅降低。此逆流可能非常不稳定，且包括以上列出的所有流体区域。

使用几何是德国 Konvoi 压力水反应器热端 PWR 的二维 1/3 比例模型。几何如下所示。

左侧的反应器压力容器 (RPV) 和右侧的蒸汽发生器 (SG) 分离器用测试段连接。测试段包括：水平矩形管道、连接向上倾斜和膨胀管的弯管，以及表示蒸汽发生器入口腔室的四分之一圆。测试段的水平部分长 2.12 m，高 0.25 m。立管长 0.23 m，对水平平面倾斜 50 度，膨胀角为 7.5 度。弯管的内外弯曲半径分别是 0.25 m 和 0.5 m。

在此模拟中，在蒸汽发生器模拟器的底部注入恒速水流，此水流在模拟器中通过测试段进入 RPV。将空气注入 RPV 顶部，通过测试段流入 SG 分离器，并逆向进入水流。