بررسی رفتار گاز درون روتور یک ماشین سانتریفیوژ با استفاده از کد DSMC توسعه یافته و حلگر dsmcFOAM

نوع مقاله: مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 دانشجوی دکتری پژوهشگاه علوم و فنون هسته ای

2 عضو هئیت علمی پژوهشگاه

3 عضو هیات علمی پژوهشگاه علوم و فنون هسته ای

4 کارشناس /سازمان انرژی اتمی ایران

5 مدیر/سازمان انرژی اتمی ایران

چکیده

به منظور مدلسازی رفتار گاز درون روتور یک سانتریفیوژ گازی، یک ابزار قدرتمند مورد نیاز است که به صورت موازی و با سرعت بالا، محدودیت‌های محاسباتی یک سانتریفیوژ گازی را برای اعمال تمامی محرک‌ها در کل رژیم‌های جریان شکل گرفته پوشش دهد. به همین دلیل نیاز به داشتن یک کد یا نرم افزار کاربردی جهت شبیه‌سازی رفتار گاز داخل یک ماشین سانتریفیوژ می‌باشد به نحوی که اثر تمامی عوامل موثر بر جداسازی در یک ماشین سانتریفیوژ اعم از چرخش روتور با سرعت بالا، محرک‌های حرارتی و محرک‌های مکانیکی در آن به خوبی لحاظ گردد. با توجه به پوشش دادن روش بر پایه مولکولی DSMC برای تمامی رژیم‌های -جریان تشکیل شده در داخل ماشین سانتریفیوژ، در این مقاله نحوه اعمال عوامل موثر در فرآیند جداسازی یک ماشین سانتریفیوژ در مختصات متقارن محوری بر روی کد نوشته شده DSMC و همچنین حلگر dsmcFOAM بیان می‌گردد و نتایج به دست آمده از کد از جمله تغییرات شعاعی فشار، شارجرمی محوری و اجزاء سرعت با نتایج به دست آمده از حلگر dsmcFOAM مورد مقایسه قرار می‌گیرد. نتایج حاکی از انطباق بالای کد نوشته شده و حلگر dsmcFOAM با یکدیگر برای شبیه‌سازی یک ماشین سانتریفیوژ با حضور تمامی محرک‌های آن می‌باشد.

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

Investigation Gas Behavior Inside a Gas Centrifuge Using DSMC Code Developed And dsmcFOAM Solver

نویسندگان [English]

  • Sadegh Yousefi Nasab 1
  • Javad Karimi-Sabet 2
  • Seyed jaber Safdari 3
  • Ali noroozi 4
  • Elham Amini 5
1 Material and Nuclear Fuel Research School, Nuclear Science and Technology Research Institute, Atomic Energy Organization of Iran
3 Material and Nuclear Fuel Research School, Nuclear Science and Technology Research Institute, Atomic Energy Organization of Iran
4 Iran Advanced Technologies Company, Atomic Energy Organization of Iran
5 Iran Advanced Technologies Company, Atomic Energy Organization of Iran
چکیده [English]

To model a gas behavior within a centrifuge machine, it is required a powerful tool to cover in a parallel way and with high speed the all computational limitations for applying the influential derives such as feed, scoop and baffle effects and so on, for the all formed flow regimes. Thus, it is required to have an applicable code or software to simulate the gas behavior within a centrifuge machine in which to meet well the all derives impact on the separation in a centrifuge machine including high speed rotation, temperature and mechanical derives. Regarding the fact of covering the method based on the molecular DSMC for the all formed flow regimes within the centrifuge machine, in this paper, the method of applying the all influential factors in a separation process of a centrifuge machine in the axial symmetric coordinates on the written code of DSMC and also the dsmcFOAM solver have been dealt and it has been compared the results obtained from the code including pressure radial changes, axial mass flux and velocity components with the results obtained from dsmcFOAM solver. Results indicate a high agreement between the written code and dsmcFOAM solver to simulate a centrifuge machine in the presence of the all factors.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Centrifuge machine
  • dsmcFOAM
  • DSMC code
  • derives effect
  • internal flow