원자력발전소 격납건물 내 실시간 열유동해석을 위한 CFD 기반의 차수축소모델(ROM) 생성과 검증 (Generation and Verification of CFD-based ROM for Real-Time Thermal Flow Analysis in the Reactor Containment Building of Nuclear Power Plants)

서지정보

· 발행기관 : 대한기계학회
· 수록지 정보 : 대한기계학회논문집 B / 49권 / 3호 / 147 ~ 158페이지
· 저자명 : 강승훈, 최대경, 손성만, 최청열

초록

본 연구는 원자력발전소 격납건물의 실시간 온도 제어를 위해 전산유체역학(CFD) 기반 차수축소모델(ROM)을 개발하고, 이를 검증하였다. 다양한 운전 조건에서 수행된 57개의 CFD 해석 데이터를 활용하여 ROM을 구축하였으며, ANSYS twin builder와 twin deployer를 사용하여 효율적인 모델링 및 검증을 진행하였다. 검증 결과, ROM은 CFD와 높은 유사성을 보이며, 계산 속도를 기존 24시간에서 3초 이하로 단축시켰다. 이러한 성과는 디지털트윈을 통한 격납건물의 실시간 모니터링 및 제어에 효과적으로 적용 가능함을 시사하며, 원자력 산업의 안전 관리와 운영 최적화에 중요한 기여를 할 수 있음을 보여준다.

영어초록

This study develops a Reduced Order Model (ROM) based on computational fluid dynamics (CFD) for real-time temperature control within nuclear power plant containment buildings to integrate it with a digital twin system. Utilizing 57 CFD simulation cases under various operating conditions, the ROM was constructed using ANSYS Twin Builder and Twin Deployer for efficient modeling and validation. Verification results demonstrate that the ROM closely replicates CFD outcomes while significantly reducing computation time from 24 hours to under 3 seconds. This enhancement enables real-time monitoring and control of thermal dynamics within the containment structure, ensuring optimal performance and heightened safety. The integration with digital twin technology allows for rapid scenario testing and continuous improvement of operational strategies. Consequently, the developed ROM offers a reliable and efficient tool for enhancing safety management and operational optimization in the nuclear industry, showcasing the practical applicability of Digital Twin technology in complex industrial systems.

참고자료

· 없음