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Untersuchung alternativer Modellierungsstrategien für Brennelemente auf Basis der Finite-Elemente-Methode: B13/18

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Hartmann, Florian:
Untersuchung alternativer Modellierungsstrategien für Brennelemente auf Basis der Finite-Elemente-Methode: B13/18.
Bayreuth , 2018 . - 58 p.
( Bachelor thesis, 2018 , Universität Bayreuth, Fakultät für Ingenieurwissenschaften)

Abstract in another language

Die Finite-Elemente-Methode (FEM) stellt ein anerkanntes Hilfsmittel für die sicherheitstechnische Bewertung von Brennelementbehältern dar. In Zusammenarbeit mit dem Schweizer Eidgenössischen Nuklear Sicherheits Inspektorat (ENSI) beschäftigt sich der Lehrstuhl für Konstruktionslehre und CAD der Universität Bayreuth verstärkt mit dem Ziel, komplexe FEM Simulationen der Wärmeabfuhr solcher Lagerbehälter zu optimieren. Großes Interesse des gemeinsamen Forschungsvorhabens ist es dabei, die im Brennelement vorliegenden Temperaturen herauszufinden. Ein Brennelement ist jedoch eine komplexe Baugruppe, die zum einen große Bauteile, wie beispielsweise mehrere Meter lange Hüllrohre und gleichzeitig kleine Bestandteile, wie Brennstoffpellets mit Abmaßen im Millimeterbereich besitzt. Eine Analyse ihres thermischen Verhaltens mit Hilfe der FEM ist daher sehr komplex. Dies liegt zum einen an der aufwendigen Modellbildung wegen des detailreichen Brennelements und zum anderen an der hohen Netzfeinheit, die für adäquate Ergebnisse nötig wäre. Ziel dieser Arbeit ist es daher zu prüfen, ob mit alternativen Modellierungsmethoden die Bewertung des thermischen Verhaltens eines Brennelements effizienter gestaltet werden kann. Dafür werden im Folgenden Grundlagen zum Aufbau von Behältern und Brennelementen, die für die FEM wichtigen Arten der Wärmeübertragung sowie der prinzipielle Ablauf einer FE-Analyse behandelt. Danach wird zunächst eine Referenzsimulation basierend auf der realen Geometrie entwickelt. Diese dient im Anschluss als Vergleich für die drei verschiedenen, in dieser Arbeit entworfenen Ersatzmodelle, deren Vor- und Nachteile im weiteren Verlauf dargelegt werden sollen.

Further data

Item Type: Bachelor thesis
Keywords: ANSYS; Brennelementbehälter; Brennelemente; FEA; Simulation; Wärmeübertragung
Institutions of the University: Faculties > Faculty of Engineering Science > Chair Engineering Design and CAD
Faculties > Faculty of Engineering Science > Chair Engineering Design and CAD > Chair Engineering Design and CAD - Univ.-Prof. Dr.-Ing. Frank Rieg
Research Institutions > Research Units > ZET - Zentrum für Energietechnik
Research Institutions > Affiliated Institutes > TechnologieAllianzOberfranken (TAO)
Faculties
Faculties > Faculty of Engineering Science
Research Institutions
Research Institutions > Research Units
Research Institutions > Affiliated Institutes
Result of work at the UBT: Yes
DDC Subjects: 600 Technology, medicine, applied sciences > 620 Engineering
Date Deposited: 07 Nov 2018 07:40
Last Modified: 07 Nov 2018 07:40
URI: https://eref.uni-bayreuth.de/id/eprint/46241