다공성 핵연료 소결체의 유효열전도율의 수치적 해석

A numerical analysis of effective thermal conductivity of a porous nuclear fuel

본 연구에서는 이러한 기하형태의 불규칙성을 쉽게 고려할 수 있는 윤곽좌표계 (body fitted coordinate systems)를 이용하여 다공성 물질의 유효열전도율을 결정하 는 방법을 제시하였다.기공의 형상을 원형으로 가정하고 기공율과 기공 내부기체와 고체의 열전도율비 등의 변수가 유효열전도율과 이들 변수의 상관관계식을 제안하였으 며, 또한 핵연료 소결체와 같은 실제적인 다공성 물질의 유효열전도율을 해석하는데 좀 더 타당한 타원형 형상의 기공 가정방법을 제시하였다.

Effective thermal conductivity of the porous nuclear fuel has been investigated numerically. Difficulties associated with irregular shape of pore have been overcome by using the Body Fitted Coordinate Systems. A computer code has been developed to solve the governing equation with appropriate boundary conditions by transforming from the Cartesian coordinates to the nonorthogonal curvilinear coordinates. The effects of the porosity have been investigated. For a convenient use of the result, a correlation equation was suggested under the assumption of circular pore. The computation results by the assumption of randomly oriented elliptic pore has been agreed more closely to existing experimental result than that by the assumption of circular pore.