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The authors acknowledge ENUSA Industrias Avanzadas S.A., S.M.E for the financial and technical support of this research project.

Análisis de autorías institucional

Benavides, JulioAutor o CoautorJimenez, GonzaloAutor (correspondencia)Lopez, SantiagoAutor o Coautor

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23 de noviembre de 2020
Publicaciones
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Artículo

Modeling and results of the dry cask simulator (DCS) with STAR-CCM

Publicado en:Nuclear Engineering And Design. 369 (110820): - 2020-12-01 369(110820), DOI: 10.1016/j.nucengdes.2020.110820

Autores: Benavides, Julio; Jimenez, Gonzalo; Lopez, Santiago; Galban, Marta; Lloret, Miriam;

Afiliaciones

ENUSA Ind Avanzadas SA, SME, Madrid, Spain - Autor o Coautor
Univ Politecn Madrid UPM, Madrid, Spain - Autor o Coautor

Resumen

To understand the behavior of commercial nuclear fuel during its storage phase in spent fuel dry storage casks, simulations are necessary and to validate the simulation models, full-scale experiments are required. Therefore, an experimental facility called the dry cask simulator (DCS) was built in Sandia National Laboratories with the purpose of producing validation-quality data that can be used to test the accuracy of the modeling used to determine cladding temperatures in modern vertical dry casks. The DCS has been created under the framework of the Extended Storage Collaboration Programme (ESCP), coordinated by EPRI. The ultimate goal of the DCS was to study the thermal-hydraulic response of a single boiling water reactor (BWR) fuel assembly under variety of heat loads, internal vessel pressures, and external configurations. In this article, the simulations conducted by ENUSA Industrias Avanzadas S.A., S.M.E and UPM (Universidad Politecnica de Madrid, Spain) using STAR-CCM+ are validated against the experiments conducted at Sandia National Laboratories. In order to validate the simulation models several sensitivity analyses have been performed: a grid convergence index to estimate the discretization error in the simulations, a turbulence model sensitivity for the inner part of the cask, and three different approaches to model the fuel assembly: Case 1 (model with no spacers and no bottom tie plate), Case 2 (model with spacers and no bottom tie plate and Case 3 (model with spacers and bottom tie plate). Additionally, a thermal-hydraulic analysis is also presented, not only to explain the difference between the three ways to model the fuel assembly, but also to obtain a better understanding of the behavior of the dry cask according to pressure and heat output changes. Among the three cases, the simplest model (Case 1) has proven to obtain the most accurate results, being able to predict the temperature distribution in the fuel assembly and the air mass flow compared to the experiment measurements for all four cases of study. Meanwhile, the two other cases have shown that for steady state solutions the spacers and the bottom tie plate are not necessary and can introduce unwanted errors. Nonetheless, all cases have provided insight into the behavior of a dry storage cask system under different conditions showing the different heat transfer mechanisms interactions.

Palabras clave

BwrCfdDry storage caskNuclear spent fuelPctStar-ccmStar-ccm+Storage

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, 2020, se encontraba en la posición , consiguiendo con ello situarse como revista Q1 (Primer Cuartil), en la categoría Safety, Risk, Reliability and Quality. Destacable, igualmente, el hecho de que la Revista está posicionada por encima del Percentil 90.

2025-07-21:

  • WoS: 2
  • Scopus: 4

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 2025-07-21:

  • 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: 10 (PlumX).

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.

Análisis de liderazgo de los autores institucionales

Este trabajo se ha realizado con colaboración internacional, concretamente con investigadores de: United States of America.

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 (BENAVIDES RODRIGUEZ, JULIO) .

el autor responsable de establecer las labores de correspondencia ha sido JIMENEZ VARAS, GONZALO.