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

Abstract

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 (Vc). 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 capacidade 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.