Availability: Konsequenzenanalyse im Nahbereich eines Transportunfalls

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Main Author:	Frieling, Gerd (Author)
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Published:	Köln ; Garching b. München ; Berlin ; Braunschweig Gesellschaft für Anlagen- und Reaktorsicherheit (GRS) gGmbH Oktober 2020
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adam_text	INHALTSVERZEICHNIS KURZFASSUNG............................................................................................... I ABSTRACT .................................................................................................... III 1 EINFUEHRUNG ................................................................................................ 1 2 GRUNDLAGEN ............................................................................................... 3 2.1 ATMOSPHAERISCHE STOERFALLUNTERSUCHUNGEN.................................................... 3 2.2 ATMOSPHAERISCHE GRENZSCHICHT ................................................................... 6 2.3 TURBULENZ(-MODELLE).................................................................................... 9 2.3.1 RANS ....................................................................................................... 11 2.3.2 LES........................................................................................................... 11 2.4 STOFFTRANSPORT ............................................................................................ 12 2.4.1 GAUSSMODELLE ............................................................................................ 13 2.4.2 EULER ANSATZ ............................................................................................. 13 2.4.3 LAGRANGE ANSATZ ....................................................................................... 14 3 STAND VON W&T ..................................................................................... 17 3.1 ALLGEMEINE VORHABEN ZUR STROEMUNGS- UND TRANSPORTSIMULATION............... 17 3.2 STROEMUNGSSIMULATIONEN IN DER ATMOSPHAERISCHEN GRENZSCHICHT (ABL) ..... 21 3.3 SIMULATION VON BRANDEREIGNISSEN ............................................................. 25 3.3.1 FIREFOAM ................................................................................................. 26 3.3.2 FIRE DYNAMICS SIMULATOR ........................................................................... 27 3.3.3 CFD-VORHABEN ZUR SIMULATION VON BRAENDEN ............................................ 28 3.4 AUSWAHL DES CFD-SIMULATIONSPROGRAMMS................................................. 29 4 ERSTELLUNG EINES RECHENMODELLS........................................................... 33 4.1 AUSWAHL DES TURBULENZMODELLS ................................................................. 36 4.2 ENTWICKLUNG EINES TURBULENTEN STROEMUNGSFELDES FUER LES ......................... 39 4.3 RANDBEDINGUNGEN .................................................................................... 42 4.3.1 INLET............................................................................................................ 45 4.3.2 OUTLET ......................................................................................................... 45 4.3.3 GROUND (BODEN) ......................................................................................... 46 4.3.4 TOP (OBERE BEGRENZUNG DES MODELLS) ....................................................... 47 4.3.5 SIDES (SEITLICHE BEGRENZUNG DES MODELLS)................................................. 47 4.4 SOURCE TERM (PARTIKEL UND SCALAR) ............................................................ 48 4.4.1 SKALARER TRANSPORT (EULER-ANSATZ) ............................................................ 48 4.4.2 LAGRANGE * SCHER PARTIKELTRANSPORT .............................................................. 51 4.5 NUMERISCHE EINSTELLUNGEN ........................................................................ 52 4.5.1 SOLVER ........................................................................................................ 52 4.5.2 ZEITDISKRETISIERUNG ...................................................................................... 54 4.5.3 GITTERDISKRETISIERUNG ................................................................................... 55 4.6 SONSTIGE PARAMETER ................................................................................... 56 5 DURCHGEFUEHRTE TESTRECHNUNGEN ............................................................ 59 5.1 DPMFOAM UND SCALARTRANSPORTFOAM ....................................................... 60 5.1.1 SCALARTRANSPORTFOAM SOLVER ..................................................................... 61 5.1.2 LAGRANGIAN SOLVER ....................................................................................... 61 5.2 RANDBEDINGUNG MAPPEDPATCH UND CYCLIC ................................................. 63 5.3 RANS-TESTRECHNUNGEN ............................................................................. 65 5.3.1 PARTIKEL TRANSPORT ...................................................................................... 67 5.3.2 SKALAR TRANSPORT ........................................................................................ 74 5.4 LES-TESTRECHNUNGEN ................................................................................. 78 5.4.1 PARTIKEL TRANSPORT ...................................................................................... 79 5.4.2 SKALAR TRANSPORT ........................................................................................ 81 5.5 ERMITTLUNG DER SCHADSTOFF-KONZENTRATIONEN ............................................... 83 6 VDI VALIDIERUNGSRECHNUNGEN (MISKAM VERGLEICH) ............................... 87 6.1 EINSCHAETZUNG DER MODELLTECHNISCHEN VERGLEICHBARKEIT ZWISCHEN MISKAM UND OPENFOAM ......................................................................... 87 6.2 VERGLEICHSRECHNUNGEN ZUR VDI RICHTLINIE 3783/9 MIT OPENFOAM ............ 90 6.2.1 MODELLANNAHMEN FUER OPENFOAM ............................................................. 92 6.2.2 MODELLGITTER ................................................................................................ 95 VI 6.2.3 DURCHFUEHRUNG DER VALIDIERUNG .................................................................. 98 6.2.4 ERGEBNISSE DER VALIDIERUNG ..................................................................... 102 6.3 BEWERTUNG DER VALIDIERUNGSRECHNUNGEN .................................................. 117 7 DOSISBERECHNUNG MIT DEM SBG-MODUL............................................... 123 8 ZUSAMMENFASSUNG ............................................................................... 131 9 AUSBLICK ................................................................................................ 135 LITERATURVERZEICHNIS.............................................................................. 137 ABBILDUNGSVERZEICHNIS......................................................................... 157 TABELLENVERZEICHNIS.............................................................................. 163 A PROGRAMMBESCHREIBUNG OPENFOAM .................................................. 165 A.1 WORKFLOW .................................................................................................. 165 A.2 STRUKTUR EINES RECHENFALLES IN OPENFOAM............................................. 167 A.3 SOLVER ...................................................................................................... 169 A.4 RANDBEDINGUNGEN ................................................................................... 172 A.5 VALIDIERUNG .............................................................................................. 184 A.6 ERFAHRUNGEN ZUR INSTALLATION ..................................................................... 186 VII
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