Аннотация:Рассмотрено проникновение струи жидкости в пространство, затопленное другой жидкостью, в условиях большой разности плотностей этих жидкостей применительно к фрагментации и перемешиванию струй при различных сценариях аварий на атомных электростанциях (истечение расплавакориума в воду или воды в заполненный жидким свинцом объем). Решение уравнений гидродинамики для нескольких несмешивающихся жидкостей с резкими поверхностями раздела осуществляется методом объема жидкости VOF (Volume of Fluid). Приведены математические модели многофазных течений, реализованные численно в рамках программы OpenFOAM с открытым исходным кодом. Проведена серия верификационных и исследовательских расчетов в двумерной (плоской) постановке, результаты сопоставлены с литературными данными. Выполненные с помощью такого подхода расчеты проникновения струи расплава металла Вуда в глубокий резервуар с водой выявили последовательные стадии эволюции фрагментирующей струи. Получено хорошее качественное и количественное соответствие с опубликованными в литературе результатами расчетов данногопроцесса с помощью кода ANSYS Fluent. Исследованы закономерности перемешивания струи воды, втекающей в объем, заполненный первоначально неподвижным жидким (расплавленным) свинцом. Показано, что в данном случае фрагментация струи воды происходит практически сразу же после ее входа в жидкий свинец. Исследовано влияние размера сеточной ячейки на характеристики перемешивания фаз. Приведены результаты расчетов характерных размеров образующихся фрагментов, их дисперсного состава и площади межфазной границы при перемешивании. Для обеих исследованных задач построены номограммы распределения по размерам образующихся при дроблении струи фрагментов. Показано, что получающиеся в результате такого процесса фрагменты расплава значительно меньше минимального предельного размера свободно падающих в воде капель расплава.