Avaliação da influência da subcamada viscosa na estabilidade mecânica de placas de elementos combustíveis em condições de escoamento axial por meio de simulações numéricas FSI

• Ano de defesa: 2023
• Autor(a) principal: Moura, Alceu José dos Santos
• Orientador(a): Mattar Neto, Miguel
• Tipo de documento: Dissertação
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Instituição de defesa: Instituto de Pesquisas Energéticas e Nucleares (IPEN)
• Palavras-chave em Português: elemento combustível do tipo placa; velocidade crítica; FSI; CFD; FEA; flat-plate-type fuel element; critical velocity
• Link de acesso: https://www.repositorio.mar.mil.br/handle/ripcmb/846381

Este trabalho visa a investigação da influência da subcamada viscosa na estabilidade mecânica de placas de elementos combustíveis em condições de escoamento axial por meio de simulações numéricas de Interação Fluido Estrutura (Fluid Structure Interaction -FSI) de duas vias. A metodologia adotada é a proposta por Mantecón (MANTECÓN, 2019), que observou uma transição de comportamento linear para não linear entre a máxima deflexão das placas em seu bordo de ataque com o quadrado da velocidade do fluido refrigerante no canal. A velocidade em que se identifica a transição é a velocidade crítica (V c ). A fim de verificar a influência da subcamada viscosa, o domínio CFD foi discretizado desde o início de sua camada limite. Como essa abordagem encarece sobremaneira o custo computacional, foram utilizadas condições de contorno de simetria, onde as características geométricas e de carregamento permitiram. Além desta abordagem, optou-se por investigar a capa- cidade de se resolver o problema FSI em regime permanente. Os resultados obtidos confirmaram que a modelagem da camada limite é suficiente para se determinar a velocidade crítica. Além disso, sugere-se também que a abordagem em regime permanente, com a aplicação de condições de contorno de simetria sempre que possível, pode ser utilizada para prevenir a ocorrência de falhas devido à deflexão estática no projeto de novos elementos combustíveis. Isso forneceria suporte aos métodos tradicionais.