شبیه‌سازی جریان گاز هگزافلوراید اورانیم درون روتور در حالت متقارن محوری با استفاده از نرم‌افزار اپن‌فوم

برای بالا بردن عملکرد یک سانتریفیوژ گازی، به تثبیت یک جریان محوری درون روتور نیاز است. شبیه ‌سازی کامپیوتری در دست‌یابی به جریان محوری مطلوب، اهمیت قابل ‌توجهی دارد. در این پژوهش یک حلگر خاص (icdb) موجود در نرم ‌افزار اپن ‌فوم برای شبیه ‌سازی جریان گاز درون روتور سانتریفیوژ توسعه داده شده است. توسعه حلگرها در نرم ‌افزار اپن ‌فوم با توجه به قابلیت ‌هایی همانند هزینه پایین و متن باز بودن آن بسیار حایز اهمیت است. برای بررسی صحت و دقت این حلگر، مطابق با مطالعه انجام شده توسط گروهی از پژوهشگران، جریان هوا با سرعت بالا روی یک صفحه تخت در نظر گرفته شده است. مقایسه نتایج حاصل از حلگر icdb، نرم‌ افزار فلوئنت نتایج به‌دست آمده در مطالعه آن‌ها حاکی از اعتبار و صحت حلگر icdb می ‌باشد. سپس با استفاده از حلگر icdb و نرم‌ افزار فلوئنت شبیه ‌سازی جریان گاز هگزافلوراید اورانیم درون روتور در حالت متقارن محوری با در نظر گرفتن عوامل محرک متعدد از قبیل گرادیان دمای دیواره، اختلاف دمای کپ ‌ها، ورود و خروج گاز و محرک مکانیکی اسکوپ انجام شد. نتایج حاصل از این پژوهش نشان داد برای شبیه ‌سازی جریان گاز هگزافلوراید اورانیم درون روتور می ‌توان از حلگر icdb در اپن ‌فوم استفاده نمود.

simulation of uranium hexafluoride gas flow inside the axisymmetric rotor using openfoam software

to increase the performance of a gas centrifuge, it is necessary to stabilize an axial flow inside the rotor. for this purpose, computer simulation is an effective method. in the present work, a specific solver (icdb) was developed in openfoam to simulate the gas flow in the rotor. creating a solver is important because openfoam is free and open-source software. according to a study carried out by a research group, high-speed airflow is considered on a flat plate to assess the accuracy of this solver. to validate the icdb, the results are compared with those of fluent software and other researchers. it is found that the results corresponding to icdb solver are in good agreement with other effects. moreover, using the icdb solver and the fluent software, the uranium hexafluoride gas flow inside the axisymmetric rotor was simulated considering different drives such as the thermal drive (wall and caps) and the mechanical drive (scoop). the obtained results show that the developed solver in openfoam can simulate the uranium hexafluoride gas flow inside the rotor.