Вестник МГТУ, 2021, Т. 24, № 2.

Амосов П. В. Численное моделирование теплового режима подземного объекта. по две штуки в высоту. Трубы имеют герметичное основание и закрываются герметичной заглушкой. Тепло с поверхности отводится как за счет принудительной вентиляции, так и посредством конвекции. Рис. 1. Геометрическое представление трехмерной модели подземного объекта хранения неперерабатываемых типов ОЯТ в варианте железобетонной конструкции ( Алексеева и др., 2013a) Fig. 1. Geometric representation of a three-dimensional model of an underground storage facility of non-processed SF types in a reinforced concrete structure (Alekseeva et al., 2013a) В модуле хранения располагаются отсеки с видами топлива [уран-циркониевым (U-Zr), дефектным (defect), уран-бериллиевым (U-Be)], извлеченными из реакторов разных типов. Указанные виды ОЯТ отличаются степенью обогащения, временем эксплуатации и т. д. Все виды топлива обладают разной мощностью остаточных энерговыделений (МОЭ), а значит, при различных компоновках размещения топлива будут иметь место различные распределения температурных полей. Исследования 2012 г. (Алексеева и др., 2013a; 2013б), выполненные без учета эффекта изменения плотности воздуха в зависимости от температуры, показали, что наиболее напряженной в тепловом отношении является компоновка "U-Zr - defect - U-Be". Именно это расположение ОЯТ рассматривается в представляемой работе. В основе созданных компьютерных моделей лежат два приближения с позиций управляющих уравнений (математических моделей). (1) "Несжимаемый идеальный газ" (НИГ) - уравнение неразрывности, уравнения Навье - Стокса, осредненные по Рейнольдсу, и уравнение переноса тепла с учетом конвективного и кондуктивного механизмов переноса, которые решаются совместно с учетом зависимости плотности воздуха от температуры. Для замыкания системы аэродинамических уравнений используется стандартная (k - е) -модель турбулентности (Гарбарук, 2012; Роди, 1984; Белов и др., 2001). Из-за нагрева воздуха происходят отклонения локальной плотности р по сравнению с плотностью воздуха на входе ро. В результате появляется выталкивающая сила, выраженная как (р - р0)g и включенная в уравнение сохранения вертикальной компоненты импульса ( g - ускорение свободного падения). (2) Несжимаемая жидкость (НЖ) - уравнение неразрывности, уравнения Навье - Стокса, осредненные по Рейнольдсу, и уравнение переноса тепла с учетом конвективного и кондуктивного механизмов переноса, которое решается совместно, но с учетом постоянной плотности воздуха и нулевой вертикальной компоненты импульса. Для замыкания системы аэродинамических уравнений также привлечена стандартная (k - е) - модель турбулентности (Гарбарук, 2012; Роди, 1984; Белов и др., 2001). Как указывалось выше, в ранних 230