One-step coupled calculations (Serpent-OpenFOAM) for a fuel rod of the IPR-R1 triga reactor
DOI:
https://doi.org/10.15392/bjrs.v9i2B.1295Palavras-chave:
Monte Carlo, CFD, Multi-physics, Serpent, OpenFOAM.Resumo
In this work, a single step of coupled calculations for a fuel rod of IPR-R1 TRIGA was performed. The used me-thodology allowed to simulate the fuel pin behavior in steady-state mode for different power levels. The aim of this paper is to present a practical approach to perform coupled calculations between neutronic (Monte Carlo) and thermal-hydraulic (CFD) codes. For this purpose, is necessary to evaluate the influence of the water thermal-physical properties temperature variations on keff parameter. Besides that, Serpent Nuclear Code was used for the neutronics evaluation, while OpenFOAM was used for thermal-hydraulics. OpenFOAM si- mula-tions were made by using a modified chtMultiRegionFoam solver, developed to read Serpent output correctly. The neutronic code was used without any modifications. The results shows that this coupled calculations were consistent and that leads to encouraging further methodology development and its use for full core simulation. Also, the results shows good agreement with calculations performed using other version of OpenFOAM and Milonga as neutronic code.Downloads
Referências
“Coupling Serpent and OpenFOAM for neutronics CFD multi-physics calculations”, https://aaltodoc.aalto.fi/bitstream/handle/123456789/17759/ mas-ter_Tuominen_Riku_2015.pdf?sequence=1&isAllowed=y, (2019).
LEPPANEN, J. et al “The Serpent Monte Carlo code: Status, development and applications in 2013.”, Annals of Nuclear Energy, 82, pp. 142–150, (2015).
“OpenFOAM: User Guide version 6”, http://foam.sourceforge.net/docs/Guides-a4/OpenFOAMUserGuide-A4.pdf , (2018).
IVANOV, K.; AVRAMOVA, M. “Challenges in coupled thermal–hydraulics and neutron-ics simulations for LWR safety analysis”, Annals of Nuclear Energy, 34, pp. 501–513, (2007).
FERRARO, D. et al, “A multi-physics analysis for the actuation of the SSS in Opal reactor”, Nuclear Sciences & Technologies, 4, pp. 8, (2018).
TUOMINEN, R.; VALTAVIRTA, V.; and LEPPANEN, J. “Application of the Serpent- OpenFOAM coupled code system to the SEALER reactor core”, Physor, Mexico, april, (2018).
MARTIN, W. “Challenges and prospects for whole-core Monte Carlo analysis”, Nuclear Engineering and Technology, 44, (2012).
VASCONCELOS, V. et al “Coupled unstructured fine-mesh neutronics and thermal–hydraulics methodology using open software: A proof-of-concept”, Annals of Nuclear En-ergy, 115, pp. 173–185, (2018).
“Acoplamento neutrônico e termo-hidráulico usando os códigos milonga e Open- FOAM: uma abordagem com software livre”,
http://www.repositorio.cdtn.br:8080/jspui/bitstream/123456789/1220/1/ Tese%20Vitor%20Vasconcelos.pdf, (2016).
GEUZAINE, C. and REMACLE, J. F. “Gmsh: a three-dimensional finite element mesh generator withbuilt-in pre-and post-processing facilities”, International Journal for Numerical Methods in Engineering, 0, pp. 1–24, (2009).
Downloads
Publicado
Edição
Seção
Licença
Direitos autorais (c) 2021 Brazilian Journal of Radiation Sciences

Este trabalho está licenciado sob uma licença Creative Commons Attribution 4.0 International License.
Declaro que o presente artigo é original, não tendo sido submetido à publicação em qualquer outro periódico nacional ou internacional, quer seja em parte ou em sua totalidade. Declaro, ainda, que uma vez publicado na revista Brazilian Journal of Radiation Sciences, editada pela Sociedade Brasileira de Proteção Radiológica, o mesmo jamais será submetido por mim ou por qualquer um dos demais co-autores a qualquer outro periódico. Através deste instrumento, em meu nome e em nome dos demais co-autores, porventura existentes, cedo os direitos autorais do referido artigo à Sociedade Brasileira de Proteção Radiológica, que está autorizada a publicá-lo em meio impresso, digital, ou outro existente, sem retribuição financeira para os autores.
Licença
Os artigos do BJRS são licenciados sob uma Creative Commons Atribuição 4.0 Licença Internacional, que permite o uso, compartilhamento, adaptação, distribuição e reprodução em qualquer meio ou formato, desde que você dê o devido crédito ao (s) autor (es) original (is) e à fonte, forneça um link para a licença Creative Commons, e indique se mudanças foram feitas. As imagens ou outro material de terceiros neste artigo estão incluídos na licença Creative Commons do artigo, a menos que indicado de outra forma em uma linha de crédito para o material. Se o material não estiver incluído no licença Creative Commons do artigo e seu uso pretendido não é permitido por regulamentação legal ou excede o uso permitido, você precisará obter permissão diretamente do detentor dos direitos autorais. Para visualizar uma cópia desta licença, visite http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/