Abstract
本論文的內容著重在CFX程式之單相和雙相流之數學模式的了解，以便讓 使用者能選擇適 當的模式來進行問題的計算分析。接著進一步利用CFX 來分析核電廠沸水式反應器發生再 循環管路斷裂事故時，降流區內之單 相流動穩態分析，藉由CFX的計算來了解發生事故時 降流區內的流場和 壓力場的變化，並分析這些變化對爐心側板所造成的影響是如何？在爐 心側板劣化的情況下是否能承受因破管而造成的應力作用？並將分析的結 果與核能研究所 利用PHOENICS所計算的結果作比較，結果大致上趨勢是 相同的，數值上或有不同，那可能 是由於尺寸的模擬上不完全相同所造 成的。而由分析結果中亦顯示，不論是一廠或二廠， 在最接近破口上方 的焊道是最需要注意的，若是此焊道有龜裂的現象，或許會無法承受破 管事故對爐心側板所造成的推力而破裂，二廠尤其需要注意。最後再針對 CFX程式中雙相熱傳以及質傳部分作一較深入的研究和探討，並藉由一些 案例的分析來讓使用者能更清楚知 道CFX在處理雙相熱傳以及質傳問題上 ，使用不同的邊界條件，以及不同的雙相流模式，會得到什麼樣的結果。 在熱傳方面我們得到的結論是只要有設定相介面熱傳，那麼不論是使 用 均質模式或是多流體模式來計算，所得到的結果是相同的，以及若是對雙 相同時加熱， 則即使設定了相介面的熱傳，程式仍會將其忽略。而在雙 相質傳方面，可以知道這個版本 之CFX對於質傳的計算模式是非常的簡略 ，相介面質傳的量和熱傳無關，和流體的狀態亦 無關。經由這些分析研 究能讓使用者進一步了解目前CFX在處理雙相熱傳及質傳模式上的 缺點 ，以及需要加強改進的地方，並在程式許可的範圍內做些適當的修正，在 本論文最後 提到利用修改CFX中之使用者副程式來達到閃化效應之模擬即 是一個例子。 This thesis emphasizes on the understanding of the mathematical models of single-phase flow and multiphase flow in CFX code. The purpose of such studyis to provide the potential users on how to properly setup their CFX modelsfor their particular problems. At the meantime, we also investigated steady state fluid dynamics inside the downcomer of NPP#1 and #2 at the very early stages following postulated recirculation line break accidents. Comparing with the similar studies with PHOENICS, we found CFX results show the same trends but with less conservative predictions. We have also tried to calculate the normal forces exerted on the core shroud from the pressure distributions. We found that special attentions should be paid to those welds near the height where the recirculation pipe is located, especially for the welds in NPP#2. For two-phase flow model in CFX, we noticed that so long as we choose options to include interphase heat transfer, the heat transfer results are identical for cases with homogeneous or multifluid options. If it is chosen that energy is added to both phases,the code will ignore the interphase energy transfer. The interphase mass transfer model provided in the current version of CFX is not complete enough to accommodate the effect of energy transfer and fluid properties. However, we still managed to carry out some sensitivity analysis to understand the procedures in setting up CFX two-phase flow models.