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30 de octubre de 2024
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Sí

CFD simulation plus uncertainty quantification of the mixing of two fluid with different density for the Cold-Leg mixing benchmark

Publicado en: NUCLEAR ENGINEERING AND DESIGN. 383 1-13 - 2021-01-01 383(), DOI: 10.1016/j.nucengdes.2021.111449

Autores:

Rivera-Durán, Yago; Muñoz-Cobo, J. L. ; Berna, C. ; Escrivá, A. ; Vela, E.
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Afiliaciones

Consejo Seguridad Nucl, Subdirecc Ingn, C Pedro Justo dorado Dellmans 11 - Autor o Coautor
Univ Politecn Valencia, Inst Energy Engn, Camino Vera S-N - Autor o Coautor

Resumen

This document describes the details of the simulations and uncertainty quantification of the Cold-Leg Mixing benchmark performed at the Institute for Energy Engineering (Polytechnic University of Valencia, Spain). The experiment, carried out by Texas A&M University, consists of the mixing of two water flows with different densities inside two tanks joined by a pipeline or cold leg. The tank that accumulates the low-density water and its connection to the cold leg are designed to create a downcomer like the one found in a PWR reactor vessel. On the other hand, the high-density water reservoir represents the cold-water injection accumulator. The method of Polynomial Chaos Expansion (PCE) based on Gaussian Quadrature is applied to calculate the uncertainty of the results, and a model created in Ansys CFX is developed to carry out the simulations. A 5th order Polynomial Chaos Expansion by Gaussian-Hermite Quadrature has been applied using as uncertain parameter the density difference between the mixing fluids. Therefore, five simulations have been done for both the open and the blind test. This methodology aims to provide an efficient solution since PCE solved by Gaussian Quadrature allows to obtain uncertainty quantification through a low number of simulations when the amount of uncertain input variables is low. It has been observed that the turbulence model significantly affects the results obtained, being the LES model the only one able to reproduce the real behavior consistently. Simulation results show a good agreement with experimental data for the cold-leg measurement zone while, in the downcomer a slightly different velocity profile than the one measured experimentally is obtained. The concentration profile of each fluid shows a gap in the transition zone that does not seem to agree with the velocity results. That behavior remains for higher time averages when comparing simulation results with experimental measurements.
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Palabras clave

BenchmarkChaos expansionsCold legCold-leg mixingComputational fluid dynamicsDifferent densitiesDown-comerGaussian distributionGaussian quadraturesLarge-eddy simulationsMixingPolynomial chaosPolynomial chaos expansionPolynomialsPressurized water reactorsReservoirs (water)Tanks (containers)Turbulence modelsUncertainty analysisUncertainty quantificationUncertainty quantifications

Indicios de calidad

Impacto bibliométrico. Análisis de la aportación y canal de difusión

El trabajo ha sido publicado en la revista NUCLEAR ENGINEERING AND DESIGN debido a la progresión y el buen impacto que ha alcanzado en los últimos años, según la agencia Scopus (SJR), se ha convertido en una referencia en su campo. En el año de publicación del trabajo, 2021, se encontraba en la posición , consiguiendo con ello situarse como revista Q1 (Primer Cuartil), en la categoría Mechanical Engineering.

Independientemente del impacto esperado determinado por el canal de difusión, es importante destacar el impacto real observado de la propia aportación.

Según las diferentes agencias de indexación, el número de citas acumuladas por esta publicación hasta la fecha 2026-04-02:

  • WoS: 5
  • Scopus: 6
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Impacto y visibilidad social

Desde la dimensión de Influencia o adopción social, y tomando como base las métricas asociadas a las menciones e interacciones proporcionadas por agencias especializadas en el cálculo de las denominadas “Métricas Alternativas o Sociales”, podemos destacar a fecha 2026-04-02:

  • El uso, desde el ámbito académico evidenciado por el indicador de la agencia Altmetric referido como agregaciones realizadas por el gestor bibliográfico personal Mendeley, nos da un total de: 14.
  • La utilización de esta aportación en marcadores, bifurcaciones de código, añadidos a listas de favoritos para una lectura recurrente, así como visualizaciones generales, indica que alguien está usando la publicación como base de su trabajo actual. Esto puede ser un indicador destacado de futuras citas más formales y académicas. Tal afirmación es avalada por el resultado del indicador “Capture” que arroja un total de: 14 (PlumX).

Con una intencionalidad más de divulgación y orientada a audiencias más generales podemos observar otras puntuaciones más globales como:

  • El Score total de Altmetric: 1.
  • El número de menciones en la red social X (antes Twitter): 1 (Altmetric).

Es fundamental presentar evidencias que respalden la plena alineación con los principios y directrices institucionales en torno a la Ciencia Abierta y la Conservación y Difusión del Patrimonio Intelectual. Un claro ejemplo de ello es:

  • El trabajo se ha enviado a una revista cuya política editorial permite la publicación en abierto Open Access.
  • Asignación de un Handle/URN como identificador dentro del Depósito en el Repositorio Institucional: http://hdl.handle.net/10251/180799
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Análisis de liderazgo de los autores institucionales

Existe un liderazgo significativo ya que algunos de los autores pertenecientes a la institución aparecen como primer o último firmante, se puede apreciar en el detalle: Primer Autor (Rivera, Y) .

el autor responsable de establecer las labores de correspondencia ha sido Rivera, Y.

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Reconocimientos ligados al ítem

This work was supported by the project THAIS co-financed by the CSN (Nuclear Safety Council of Spain) and the UPV (Polytechnical University of Valencia) . The authors would also like to acknowledge the Texas A&M University for the experimental measurements, the OECD/NEA for organizing the benchmark and all the participants who make it possible.
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