A jelenlegi nukleáris ipari kutatásokban nagy figyelmet kapnak az SMR (Small Modular Reactor) koncepciók. Az SMR koncepciók túlnyomórésze a hagyományos nyomottvizes atomerőművekből jól ismert, négyszögrács elrendezésű üzemanyag kazettákat alkalmazza. Ezen üzemanyag kazetták hatékonysága és biztonsága sokévtizedes pozitív üzemi tapasztalatra tekint vissza. Mivel új típusú reaktorokban szeretnénk használni őket, valamint mind a mérési és szimulációs eszköztár rengeteget fejődött az elmúlt időszakban, érdemes ezen kazetták működését termohidraulikai elemzések alá vetni. Magyarországon ilyen típusú kazettákat nem vizsgáltak mégsem kísérlet sem CFD szimulációs módon, ezért még nem rendelkezünk megfelelő mennyiségű tudományos tapasztalattal a témában. Emellett nem kizárható, hogy ha Magyarországon SMR-reaktor épül, akkor az ilyen típusú kazettákkal fog üzemelni.

A Nukleáris Technikai Intézet PIV (Particle Image Velocimetry) laboratóriumában egy nyomottvizes reaktor leskálázott 3x3-as pálcaköteg modelljein PIV méréseket végeztek el, különböző üzemanyag kazetta távtartórács geometriákkal. A mérések térbeli felbontásából adódóan az eredmények alkalmasak CFD (Computational Fluid Dynamics) modellek validációjára. A hallgató feladata létrehozni több CFD modellt, mellyel a PIV mérési eredmények jellegre helyesen leírhatóak, reprodukálhatóak.

A hallgató részletes feladatai:

• Végezzen irodalomkutatást az SMR reaktorok témakörében
• Ismerkedjen meg az ANSYS ICEM és CFX programokkal
• Hozza létre a PIV mérések geometriáját leíró 3D modellt
• Végezzen hálófüggetlenségi vizsgálatot, szenteljen külön figyelmet a távtartórácsok környezetére
• Végezzen CFD szimulációkat, mely leírja a PIV méréseket, értelmezze a kapott eredményeket
• Hasonlítsa össze a saját szimulációinak eredményeit a mérésekkel
• Végezzen turbulencia modell érzékenység vizsgálatot, és a mérési eredmények fényében vonja le a tanulságokat
• A validált CFD modellel végezzen hőátadási számítást az irodalomkutatás során kiválasztott SMR-re jellemző teljesítmény és áramlási viszonyokra
• Elvégzett feladatait a TTK kari szabályozásnak megfelelő formában egy legalább 50 legfeljebb 100 oldalas diplomamunkában írja le, és adja be határidőre.