Выпуск 16/2011

Научно-исследовательское издание "Труды РФЯЦ-ВНИИЭФ"

ISBN 978-5-9515-0161-5

РАЗДЕЛ 1. ПРИКЛАДНЫЕ ЗАДАЧИ ТЕОРЕТИЧЕСКОЙ ФИЗИКИ

УДК 539.3:539.42
В. Н. Пискунов, И. А. Давыдов МЕТОД КЛАСТЕРНОЙ ДИНАМИКИ И ЕГО ПРИМЕНЕНИЕ В ЗАДАЧАХ ИМПУЛЬСНОГО НАГРУЖЕНИЯ ТВЕРДЫХ ТЕЛ
ФГУП «РФЯЦ-ВНИИЭФ»

Предложен метод кластерной динамики, который предназначен для полномасштабного расчетно-теоретического моделирования процессов сильной деформации и динамического разрушения материалов при импульсном нагружении с характерными скоростями 10³–10⁶ с^–1. Проведено сравнение результатов расчетов с применением МКД и экспериментальных результатов в случае кумуляции, пробития преграды и образования осколочного поля.

УДК 533.9, 537.563.2
С. Ф. Гаранин, Е. М. Кравец РАССМОТРЕНИЕ ПРОЦЕССОВ ИОНИЗАЦИИ И РЕКОМБИНАЦИИ НА ОСНОВЕ СТАТИСТИЧЕСКОЙ МОДЕЛИ АТОМА В СЛУЧАЕ КОРОНАЛЬНОГО РАВНОВЕСИЯ
ФГУП «РФЯЦ-ВНИИЭФ»

На основе статистической модели атома рассмотрены процессы ионизации и рекомбинации в плазме при столкновениях ионов со свободными электронами. Получено выражение для скорости ионизации в зависимости от потенциала ионизации I и температуры T. Сделана оценка для скорости рекомбинации. Значения величины I/T и среднего заряда иона, полученные из уравнения баланса для многоэлектронных ионов с использованием одного подгоночного коэффициента, согласуются с табличными данными, полученными в многоуровневой корональной модели.

РАЗДЕЛ 2. МАТЕМАТИЧЕСКОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ ФИЗИЧЕСКИХ ПРОЦЕССОВ

УДК 519.6
О. А. Абрамова, А. А. Базин, Г. В. Долголева, Т. В. Королькова, С. Н. Крупина, В. М. Мельников, В. Ф. Миронова, Е. А. Новикова, П. И. Певная, Е. И. Рябов, И. Н. Салова, Б. П. Тихомиров, Ю. А. Циберева, Р. М. Шагалиев, Б. Н. Шамраев МЕТОДИКА СОЛЯРИС ЧИСЛЕННОГО МОДЕЛИРОВАНИЯ НА МНОГОПРОЦЕССОРНЫХ ЭВМ ПЕРЕНОСА ИЗЛУЧЕНИЯ В МНОГОМЕРНЫХ КОНСТРУКЦИЯХ С ВАКУУМНЫМИ ПОЛОСТЯМИ С УЧЕТОМ АЗОДИНАМИЧЕСКОГО ДВИЖЕНИЯ И ДРУГИХ ФИЗИЧЕСКИХ ПРОЦЕССОВ
ФГУП «РФЯЦ-ВНИИЭФ»

Описывается методика СОЛЯРИС, предназначенная для численного моделирования на многопроцессорных ЭВМ переноса излучения в сложных многомерных конструкциях, содержащих оптически плотные и оптически прозрачные области, с учетом газодинамического движения и спектрального переноса излучения в веществе в квазидиффузионном приближении в одномерной постановке.
Сформулированы физико-математические модели, изложены принципы построения методики, моделирующей разнородные физические процессы, описываются основные алгоритмы методики и подходы к распараллеливанию, приводятся результаты эффективности распараллеливания.

УДК 519.6
Ю. Г. Бартенев, А. М. Варгин, В. А. Ерзунов, В. В. Кошелев, Д. В. Кульнев, Д. И. Липов, П. С. Лобанов, А. В. Ломтев, Д. А. Новаев, А. Н. Петрик, Т. В. Семенова, Г. П. Семенов, С. А. Фирсов, Е. Б. Щаникова ИНСТРУМЕНТАЛЬНЫЕ СРЕДСТВА ИССЛЕДОВАНИЯ НЕСТАБИЛЬНОСТИ РАБОТЫ МУЛЬТИПРОЦЕССОРНЫХ СИСТЕМ
ФГУП «РФЯЦ-ВНИИЭФ»

Дается описание пакета программ Noise Measurement Suite для измерения шума (noise) в многопроцессорных ЭВМ и оценки его влияния на эффективность распараллеливания счета задач. Описываются программы, входящие в пакет. Представлены результаты, полученные с помощью программ пакета.

УДК 536.715
Л. Ф. Гударенко, В. Г. Куделькин МЕТОД ПОСТРОЕНИЯ ШИРОКОДИАПАЗОННЫХ ТЕРМОДИНАМИЧЕСКИ СОГЛАСОВАННЫХ УРАВНЕНИЙ СОСТОЯНИЯ НА ОСНОВЕ ЛОКАЛЬНЫХ УРАВНЕНИЙ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ МОДЕЛИ СМЕСИ
ФГУП «РФЯЦ-ВНИИЭФ»

Описан способ построения термодинамически согласованных глобальных уравнений состояния, основанный на «сшивке» локальных уравнений состояния с использованием одной из моделей смеси. Представлены алгоритмы расчета термодинамических функций в переходной области на примере сшивки двух уравнений состояния при различной конфигурации границ переходной области. Предлагается также обобщение этих алгоритмов на случай нескольких уравнений. На примере построения широкодиапазонного уравнения состояния алюминия продемонстрированы возможности данного способа. Представлены графики поведения термодинамических функций и ударных адиабат, рассчитанных как по широкодиапазонному, так и по исходным уравнениям состояния.

УДК 519.6+537.5
А. И. Голубев, И. В. Долженков, А. В. Солдатов РАЗНОСТНЫЙ МЕТОД ВЫЧИСЛЕНИЯ РАСПРЕДЕЛЕНИЯ ЭЛЕКТРОМАГНИТНОГО ПОЛЯ В ПОЛОСТИ ПАРАБОЛИЧЕСКОГО ИЗЛУЧАТЕЛЯ
ФГУП «РФЯЦ-ВНИИЭФ»

Представлено описание метода расчета электродинамики параболической полости, основанного на численном решении трехмерных однородных уравнений Максвелла, записанных в параболических координатах.
Применимость и точность метода проиллюстрированы на расчетах представительной тестовой задачи, имеющей аналитическое решение.

УДК 519.6
А. И. Бочков, В. А. Шумилин СХЕМА ТИПА DS_n-МЕТОДА РЕШЕНИЯ ДВУМЕРНОГО УРАВНЕНИЯ ПЕРЕНОСА НА ЧЕТЫРЕХУГОЛЬНЫХ ПРОСТРАНСТВЕННЫХ СЕТКАХ
ФГУП «РФЯЦ-ВНИИЭФ»

Для двумерного уравнения переноса на четырехугольных пространственных сетках построена схема типа DS_n-метода, в которой сеточные значения искомой функции на сторонах и в центрах ячеек определяются как основные, а значения в вершинах ячейки (узлах сетки) используются как вспомогательные. Приведены результаты численного исследования, показывающие на существенно неортогональных пространственных сетках сходимость сеточного решения к точному практически со вторым порядком.

УДК 536.24
М. С. Самигулин, В. М. Мельников, П. А. Кучерова, С. М. Мельникова, А. Г. Иоилев, В. А. Устиненко ЧИСЛЕННОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ ГИДРОДИНАМИКИ ДВУХФАЗНОГО ПОТОКА ТЕПЛОНОСИТЕЛЯ В ТЕПЛОВЫДЕЛЯЮЩИХ СБОРКАХ РЕАКТОРОВ BWR. ЧАСТЬ 4. ВАЛИДАЦИЯ МОДЕЛЕЙ МОДУЛЯ CFD-BWR В РАСЧЕТАХ ТЕЧЕНИЙ С КРИЗИСОМ ТЕПЛООБМЕНА
ФГУП «РФЯЦ-ВНИИЭФ»

Для моделирования трехмерных двухфазных течений теплоносителя в топливных сборках кипящих реакторов типа BWR (boiling water reactor) создан специализированный программный модуль CFD-BWR для использования в составе коммерческого CFD-кода STAR-CD. Проверены возможности кода STAR-CD с подключенным модулем CFD-BWR в численном моделировании процессов, происходящих при двухфазном течении воды в вертикальных трубах: в одной серии расчетов воспроизведены режимы двухфазных восходящих течений, наблюдаемые в экспериментах; в другой серии расчетов с неплохой точностью описаны течения с кризисом теплообмена.

УДК 536.24
А. Н. Быков, М. В. Вершинин, А. Б. Воронин, В. Н. Мотлохов, А. А. Воропинов, Д. К. Зеленский, Т. В. Царева, В. П. Фомин, Д. В. Казанцев, А. Г. Иоилев, Н. Н. Бабичева, Я. В. Емельянова ЧИСЛЕННОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ ГИДРОДИНАМИКИ ДВУХФАЗНОГО ПОТОКА ТЕПЛОНОСИТЕЛЯ В ТЕПЛОВЫДЕЛЯЮЩИХ СБОРКАХ РЕАКТОРОВ BWR. ЧАСТЬ 5. ГРАФИЧЕСКИЙ ИНТЕРФЕЙС ПОЛЬЗОВАТЕЛЯ МОДУЛЯ CFD-BWR
ФГУП «РФЯЦ-ВНИИЭФ»

Для моделирования трехмерных двухфазных течений теплоносителя в топливных сборках кипящих реакторов типа BWR (bоiling water reactor) создан специализированный модуль для использования в составе коммерческого CFD-кода STAR-CD. Представлено описание входящего в модуль CFD-BWR интерактивного графического интерфейса пользователя BWR GUI-tools, который позволяет задавать в приемлемые сроки сложную, но стандартизованную геометрию топливной сборки реактора и строить соответствующие расчетные сетки, а также проводить стандартные обработку и анализ результатов расчетов.