2D Numerical simulation of a low mach nuclear core model with stiffened gas using freefem++

¹ DEN/DANS/DM2S/STMF, Commissariat à l’Énergie Atomique et aux Énergies Alternatives – Saclay, 91191 Gif-sur-Yvette, France
stephane.dellacherie@cea.fr
² Université de Toulon – IMATH, EA 2134, avenue de l’Université, 83957 La Garde, France
faccanoni@univ-tln.fr
³ MAP5 UMR CNRS 8145 - Université Paris Descartes - Sorbonne Paris Cité, 45 rue des Saints Pères, 75270 Paris Cedex 6, France
berenice.grec@parisdescartes.fr & ethemnayir@gmail.com
⁴ CEREMA-INRIA – team ANGE and LJLL UMR CNRS 7598, 4 place Jussieu, 75005 Paris, France
yohan.penel@cerema.fr

Abstract

We investigate a simplified model describing the evolution of the coolant within a nuclear reactor core (e.g.of PWR type). This model is named Lmnc (for Low Mach Nuclear Core) and consists of the coupling between three equations of different types together with boundary conditions specific to the nuclear framework. After several articles dedicated to dimension 1, we present in this paper some monophasic two-dimensional numerical results when the fluid is modelled by the stiffened gas law describing the pure liquid phase. The underlying numerical strategy is based on the Finite-Element software FreeFem++.

Résumé

Nous étudions dans ce document un système d’équations modélisant le comportement simplifié du fluide caloporteur dans un cœur de réacteur nucléaire (par exemple de type REP). Ce modèle a pour nom Lmnc (pour Low Mach Nuclear Core) et se compose de trois équations de natures différentes couplées avec des conditions aux limites spécifiques au domaine nucléaire. Après plusieurs articles dédiés à l’analyse du modèle en dimension 1, nous présentons ici des résultats en dimension 2 pour des écoulements monophasiques modélisés à l’aide de la loi des gaz raidis pour la phase liquide. Ces résultats sont obtenus grâce au code FreeFem++ basé sur la méthode des Éléments Finis.