Технологии
Верификация и аттестация программного комплекса ANSYS в части расчета температурного состояния конструкций и оборудования ЯЭУ
2
С.Л.Осипов, С.А.Рогожкин, С.Ф.Шепелев, ФГУП «ОКБМ им. И.И.Африкантова» (г.Нижний Новгород) В ФГУП «ОКБМ» для расчета температурного состояния элементов конструкции, оборудования и трубопроводов, испытывающих воздействие постоянных и переменных во времени тепловых нагрузок, при обосновании безопасности реакторных установок применяется универсальный конечно-элементный программный комплекс ANSYS [1]. В соответствии с требованиями ПБЯ РУ АЭС-89 [2] все программные средства (ПС), используемые для обоснования безопасности ЯЭУ, представляются в надзорные органы и подлежат аттестации. Аттестацию ПС проводит Совет по аттестации при НТЦ ЯРБ Ростехнадзора России согласно с РД-03-17-2001 [3]. Основным документом, обосновывающим информацию, содержащуюся в аттестационном паспорте ПС, является отчет о верификации ПС, который выполняется в соответствии с требованиями РД-03-34-2000 [4]. В соответствии с [4] верификационный отчет должен содержать описание и обоснование применяемых расчетных схем и геометрических моделей, а также сопоставление результатов расчета по ПС: • с экспериментальными и эксплуатационными данными; • с аналогичными результатами, полученными по ранее аттестованным ПС; • с аналитическими решениями; • с результатами теоретического анализа. Верификация программы ANSYS проводилась путем сопоставления результатов расчета с соответствующими аналитическими решениями, с расчетами, выполненными с помощью аттестованного ПС TROSK [5], и с экспериментальными данными, полученными на действующей реакторной установке БН-600. Сравнение результатов расчета по программе ANSYS с аналитическими решениями выполнено для следующих задач: • распределение температур в плоской стенке; • распределение температур в цилиндрической стенке;
www.ansyssolutions.ru
•
распределение температур в шаровой стенке; • распределение температур в многослойной плоской стенке; • распределение температур в многослойной цилиндрической стенке; • передача тепла через стержень; • распределение температур в круглом плоском ребре; • распределение температур в плоской стенке при наличии внутренних источников тепла; • распределение температур в цилиндрической стенке при наличии внутренних источников тепла; • распределение температур в шаровой стенке при наличии внутренних источников тепла; • охлаждение плоской стенки; • нагревание тела цилиндрической формы; • нагревание тела сферической формы; • неограниченная пластина. Температура среды — линейная функция времени; • неограниченный цилиндр. Температура среды — линейная функция времени; • шар. Температура среды — линейная функция времени; • излучение плоской пластины в окружающей среде; • лучистый теплообмен между двумя цилиндрическими трубами. Проведенное сравнение показало, что максимальное значение относительной погрешности составляет: • для задач стационарной теплопередачи — 2,1%; • для задач нестационарной теплопередачи — 2,8%. Сравнение результатов расчета по программе ANSYS с результатами, полученными по аттестованному ПС TROSK, выполнено для следующих задач: • неограниченный уголок в засыпке; • сектор цилиндрической втулки при наличии внутренних источников тепла (рис. 1);
ANSYS Solutions. Русская редакция | Весна 2008