Неофициальный отзыв 5 (Разработка квазиодномерных моделей гидродинамики и теплообмена двухфазных неравновесных потоков на основе универсальной системы замыкающих функций)

Отзыв на автореферат диссертации Корниенко Юрия Николаевича на тему «РАЗРАБОТКА КВАЗИОДНОМЕРНЫХ МОДЕЛЕЙ ГИДРОДИНАМИКИ И ТЕПЛООБМЕНА ДВУХФАЗНЫХ НЕРАВНОВЕСНЫХ ПОТОКОВ НА ОСНОВЕ УНИВЕРСАЛЬНОЙ СИСТЕМЫ ЗАМЪ|КАЮЩИХ ФУНКЦИЙ», представленной на соискание ученой степени доктора технических наук по специальности 01.04.14 - теплофизика и теоретическая теплотехника Повышение конкурентоспособности, эффективности и безопасности действующих и проектируемьгх ЯЭУ с ВВЭР, зависит от имеющихся концептуальных моделей механики сплошных сред (МСС), которые следует использовать для описания процессов гидродинамики и тепломассообмена в анализах работоспособности оборудования в условиях высоких тепловых потоков, температур и давлений.

Как следует из реферата исходным объектом изучения являются процессы гидродинамики и тепло- и массообмена в двухфазных неравновесных турбулентных потоках (ДНТП) с неоднородными (гетерогенными) распределениями параметров в каналах простой и сложной формы ЯЭУ с ВВЭР. Предмет и цели исследований состоят в разработке корректной квазиодномерной формы законов сохранения массы, импульса и энергии ДНТП, основанной на интегральных соотношениях в виде параметров распределений (ПР) и факторов формы (ФФ), представляющих собой «свертки» распределений переменных в радиальном и азимугальном направлениях, возникающих в результате применения конечных интегральных преобразований к трехмерной форме законов сохранения массы, импульса и энергии. По своему физическому и математическому смыслу ПР и ФФ определяют меру отличия реальных пространственных распределений от равномерных типичных для гомогенного одномерного описания.

Явления, сопровождающие много- (двух)фвзные неравновесные турбулентные потоки (М(Д)НТП), характерные для ряда опасных переходных и аварийных режимов, столь сложны и многообразны, что эксперименты становятся слишком дорогим и ограниченным путем их исследований. Вместе с тем создание реалистичных моделей М(Д)НТП должно опираться на теорию и опытные данные. В соответствии с рефератом новизна и теоретическая значимость диссертации, заключаютсв в том, что выдвинутые гипотезы позволили в лаконичной и строгой физико-математической форме критериев для ПР и ФФ связать многомерные и одномерные модели и методы описания ДНТП в виде законченного квазиодномерного (К1М) подхода. Впервые на основе К1М описания законов сохранения массы, импульса и энергии ДНТП показана фундаментальная роль и иерархическая структура ПР и ФФ как мер учета влияния гетерогенных профилей переменных и источников/стоков субстанций. Впервые доказаны свойства дополнительности (зеркальной симметрии) обобщенных зубер-подобных ПР, отражающие баланс фаз в КО для каналов простой и сложной формы.

Впервые получены обобщенные лайон-подобные интегральные соотношения для коэффициентов трения, тепло- и массообмена в каналах простой и сложной геометрии. ФФ по своему физико-математическому смыслу являются мерой влияния гетерогенных распределений переменных на классические линейные распределения вязких напряжений, тепла и массы. Впервые выведены обобщенные К1М критерии границ областей СН и НВП, обладающие благодаря ГГР и ФФ большей глубиной и областью приложений.

Впервые на основе полученной канонической модели гармонического осциллятора с трением получен критерий границы области НВП, что характеризует его как образцовое, «бенчмарк» решение. Практическая значимость диссертации согласно автореферату состоит в том, что полученные обобгцйнные К1М аналитические замыкающие соотношения для ПР и ФФ обеспечивают более широкую (по сравнению с традиционными, полуэмпирическими) область применения в расчетно-теоретических анализах стационарных и переходных режимов ДНТП, включая коды «улучшенных оценок», используемые в анализах безопасности ЯЭУ. Эти соотношения построены в обобщенных переменных, что позволяет их использовать для прогнозирования теплогидравлических характеристик оборудования в тех областях, экспериментальное исследование которых в настоящее время невозможно или затруднено, в частности, в проектных исследованиях СН и НВП, а также при анализах теплогидравлики на различных стадиях аварий с потерей теплоносителя в ЯЭУ.

Разработанные расчетные методики и программы: РРКА2 (кипение с недогревом) и НАКРА-К1М (переходные режимы и волны плотности) являются универсальными рабочими инструментами для исследований неравномерных по сравнению с «замороженной» версией, ошибки которой достигали 100 ',о. Диссертация состоит из введения, семи глав и заключения; содержит: 295 страниц основного текста (85 рисунков и 27 таблиц), список литературы из 328 наименований на 26 страницах, Приложения А — Р на 89 страницах 148 рисунков и 12 таблиц). Согласно автореферату получены следующие новые результаты: - нестационарная К1М модель потока дрейфа (МПД), использующая зубер-подобные ПР скоростей, температур и объемных содержаний дисперсной фазы (пар или капли), леммы о свойствах дополнительности ПР, а также факторы формы, корректирующие лайонподобные коэффициенты трения, тепло- и массообмена, являющиеся основой для обоснования К1М моделей ДНТП; полный набор си стем атизиро ванных иерархически замкнутых аналитических зависимостей ПР и ФФ для К1М уравнений законов сохранения МПД (и двухжидкостного описания) для каналов простой и сложной геометрии типа субканалов ТВС.

Доказаны леммы об интегральных свойствах ПР и проведены их количественные оценки в широком диапазоне режимных условий и геометрий; аналитические модели для коэффициентов трения и теплообмена, описывающие эффекты их аномального увеличения в режимах с повышенной пристенной концентрацией дисперсной фазы, используемые для анализов ДНТП при кипении с недогревом и закризисном теплообмене в ЯЭУ, которые впервые обеспечили возможность их адекватного К1М описания; - редукция обобщенных К1М соотношений к частным, известным из работ й, Ьуоп, Х.

УпЬег, М. 1зЬй, И.И. Новикова-К,Д. Воскресенского, Б.С. Петухова-В.Н. Попова, и других исследователей, подтвердила выполнение предельных переходов при асимптотическом вырождении влияния ПР и ФФ; - вывод канонической формы уравнений неразрывности и энергии ДНТП с квадратурной зависимостью функции конденсации двухзонной модели, универсальный алгоритм и программа расчета РРКА2 теплогидравлических характеристик теплоносителя при кипении с недогревом показали превосходство К1М метода в сравнении с другими при верификации для сильно неравновесных потоков; проведенные дискриминирующие расчетные тесты кода ТВАС-РГ1.

показали недостаточность его моделей по мере увеличения неравновесных эффектов, Внедренные в код КЕЬАР5 К1М модели аномальных эффектов трения и теплообмена показали лучшие результаты на российских и зарубежных базах данных. Все изложенное выше составляет безусловно достоинства диссертации.

Однако по тексту автореферата можно сделать следующее замечание: Из автореферата не следует, что в излагаемой одномерной модели произведен учет пульсаций давления, вызванной двухфазностью потока, которая может достигать в условиях ЯЭУ до 10',4, от абсолютной величины давления, что влияет на коэффициент теплообмена. Несмотря на сделанное замечание, диссертация на тему «РАЗРАБОТКА КВАЗИОДНОМЕРНЫХ МОДЕЛЕЙ ГИДРОДИНАМИКИ И ТЕПЛООБМЕНА ДВУХФАЗНЫХ НЕРАВНОВЕСНЫХ ПОТОКОВ НА ОСНОВЕ УНИВЕРСАЛЬНОЙ СИСТЕМЫ ЗАМЫКАЮЩИХ ФУНКЦИЙ» по специальности 01.04.14 - теплофизика и теоретическая теплотехника, соответствует требованиям, предъявляемые ВАК РФ, а ее автор Корниенко Юрий Николаевич заслуживает присвоения ученой степени доктора технических наук.

Зам. зав. кафедрой теплофизики НИЯУ МИФИ к.т,н. Харитонов В.С. Профессор, д.т.н. Дмитренко А.В и+, Г1одпись удостоверюо 1 ~ д'Г:":, г~". '' ~чл!-'-' Ы~глвнтзОио.-маго обе,",ввчыю ~... '" ..: " ' .. '..л нину миФи Харитонов Владимир Степанович, 115409, Москва, Каширское ш., 31, НИЯУ МИФИ, Тел. 8 (495) 788 56 99, доб. 8350, Эл. почта -Ч5КЬаг11опоч9гперЫ.ги .