A new computational method is implemented in FISA-2 (Fully Implicit Safety Analysis-2 code) to simulate LWR operational transients in a real-time accident simulator.
The basic field equations of FISA-2 consist of the mixture continuity equation, void propagation equation, two phasic momentum equations, and two phasic energy equations. The fully-implicit scheme is used to eliminate a time-step limitation for simulating slow transients.
The phasic energy equations written in the nonconservation form is solved after they are set up to be decoupled from other field equations. The void propagation equation is solved to obtain the void fraction. Spatial acceleration terms in the phasic momentum equations are manipulated with the continuity equations so that pseudo-phasic mass flux may be expressed in terms of pressure only. Putting the pseudo-phasic mass flux into the mixture continuity equation, we finally obtain linear equations with pressure variables only as unknowns.
Reasonable accuracy and no stability limitation with fast-running are proved by comparing results from FISA-2 with analytical solutions, experimental data, and results from other codes.
원자력 발전소의 실시간 사고해석을 위한 새로운 수치해법을 개발 하였다. 이 수치해법에서는 원자력 발전소의 이상 유동(Two-Phase Flow) 현상을 Two-Fluid Model 을 써서 묘사하며 해석 시간 간격의 제한을 받지 않도록 Fully-Implicit Scheme 을 이용한다.
먼저 유체 지배방정식을 Newton-Raphson 방법으로 선형화된 차분 방정식으로 만든다. 비 보존형 에너지방정식으로부터 유체의 Enthalpy 분포를 얻고 이 때 얻은 새로운 정보를 이용해서 증기전파 방정식(Void Propagation Equation) 을 풀어 증기의 체적비(Void Fraction)를 구한다. 각 상(Phase)의 운동방정식에서 유체 유동량을 압력만의 함수로 표현한 후 이것을 질량 보존방정식에 대입함으로써 압력에 관한 행렬식을 얻는다. 이 행렬식으로부터 압력의 분포를 구한 후 유체 유동량을 계산한다.
몇 가지의 이상 유동현상을 이 수치해법을 써서 해석하였으며 그 결과를 해석해와 실험결과 및 다른 코드(Code)의 수치 해와 비교하였다. 모든 경우에서 안정되고 정확한 결과를 얻었으며 해석시간이 적어서 실시간 사고해석이 가능하였다.