Analyses of International Standard Problem ISP-47 TOSQAN experiment with containmentFOAM

Chae Myeong-Seon; Kelm Stephan; Paladino Domenico

doi:10.1016/j.net.2023.10.038

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자료유형: 학술저널

저자정보: Chae Myeong-Seon (Paul Scherrer Institut (PSI)) Kelm Stephan (Forschungszentrum Jülich GmbH) Paladino Domenico (Paul Scherrer Institut (PSI))

저널정보: 한국원자력학회 Nuclear Engineering and Technology Nuclear Engineering and Technology Vol.56 No.2

발행연도: 2024.2

수록면: 611 - 623 (13page)

DOI: 10.1016/j.net.2023.10.038

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The ISP-47 TOSQAN experiment was analyzed with containmentFOAM which is an open-source CFD code based on OpenFOAM. The containment phenomena taking place during the experiment are gas mixing, stratification and wall condensation in a mixture composed of steam and non-condensable gas. The k-ω SST turbulence model was adopted with buoyancy turbulence models. The wall condensation model used is based on the diffusion layer approach. We have simulated the full TOSQAN experiment which had a duration 20000 s. Sensitivity studies were conducted for the buoyancy turbulence models with SGDH and GGDH and there were not significant differences. All the main features of the experiments namely pressure history, temperature, velocity and gas species evolution were well predicted by containemntFOAM. The simulation results confirmed the formation of two large flow stream circulations and a mixing zone resulting by the combined effects of the condensation flow and natural convection flow. It was found that the natural convection in lower region of the vessel devotes to maintain two large circulations and to be varied the height of the mixing zone as result of sensitivity analysis of non-condensing wall temperature. The computational results obtained with the 2D mesh grid approach were comparable to the experimental results.

#TOSQAN #CFD #containmentFOAM #Hydrogen #Containment phenomena

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