شبیه سازی جریان گاز هگزافلوراید اورانیم درون روتور در حالت متقارن محوری با استفاده از نرم افزار اپن فوم

نوع مقاله: مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 دانشجوی پژوهشگاه علوم و فنون هسته ای

2 ریاست سازمان انرژی اتمی ایران

3 هیات علمی

4 شرکت فناوری های پیشرفته ایران

چکیده

برای بالا بردن عملکرد یک سانتریفیوژ گازی، به تثبیت یک جریان محوری درون روتور نیاز است. برای رسیدن جریان محوری مطلوب، شبیه‌سازی کامپیوتری اهمیت قابل توجهی دارد. در این مقاله یک حلگر خاص (ICDB) موجود در نرم‌افزار اپن‌فوم برای شبیه‌سازی جریان گاز درون روتور سانتریفیوژ توسعه داده شده است. توسعه حلگر‌ها در نرم افزار اپن‌فوم با توجه به قابلیت‌هایی همانند هزینه پائین و متن‌باز بودن آن از اهمیت زیادی برخوردار است. برای بررسی صحت و دقت این حلگر، مطابق با مطالعه انجام شده توسط شن چون ، جریان هوا با سرعت بالا روی یک صفحه تخت در نظر گرفته شده است. مقایسه نتایج حاصل از حلگر ICDB، فلوئنت و نتایج بدست آمده در مطالعه شن چون حاکی از اعتبار و صحت حلگر ICDB می‌باشد. سپس با استفاده از حلگر ICDB و نرم‌افزار فلوئنت شبیه‌سازی جریان گاز هگزافلوراید اورانیم درون روتور در حالت متقارن محوری با در نظر گرفتن عوامل محرک متعدد از قبیل گرادیان دمای دیواره، اختلاف دمای کپ‌ها، ورود و خروج گاز و محرک مکانیکی اسکوپ انجام شد. نتایج حاصل از این تحقیق نشان داد که برای شبیه‌سازی جریان گاز هگزافلوراید اورانیم درون روتور می‌توان از حلگر ICDB در اپن‌فوم استفاده نمود.

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

Simulation of uranium hexafluoride gas flow inside the axisymmetric rotor using OpenFOAM software

نویسندگان [English]

  • Valiyollah Ghazanfari 1
  • Aliakbar Salehi 2
  • Alireza Keshtkar 3
  • Mohammad Hossein Askari 4
  • Mohammad Mehdi Shadman 4
1 دانشجو
2 رئیس سازمان انرژی اتمی
3 ریاست پژوهشکده مواد و سوخت هسته ای
4 کارمند شرکت فناوری های پیشرفته ایران
چکیده [English]

In order to increase the performance of a gas centrifuge, it is necessary to stabilize an axial flow inside the rotor. To this end, the computer simulation is significant. In this work, a specific solver (ICDB) was developed in OpenFOAM to simulate the gas flow in the rotor. Developing solver is important because OpenFOAM is a free and open source software. In order to check the accuracy of this solver, according to a study carried out by Shen Chun, a high-speed airflow is considered on a flat plate. To validate the ICDB, the results are compared with Fluent and Chun's findings. It is illustrated that the ICDB solver is in good agreement with other results. Then, using the ICDB solver and the fluent software, the uranium hexafluoride gas flow inside the axisymmetric rotor was simulated taking into account different drives such as thermal drive (wall and caps) and mechanical drive (scoop). The results are well modeled, and there is not much difference between the results of the ICDB and the fluent. The obtained results are shown the developed solver in OpenFOAM can be used for simulation the uranium hexafluoride gas flow inside the rotor.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Gas Centrifuge
  • Gas flow simulation
  • OpenFoam
  • Uranium hexafluoride