EO_481

TECH INSIGHT MATERIAL ANALYSIS 24 - ELETTRONICA OGGI 481 - OTTOBRE 2019 Accoppiare diversi fenomeni fisici in un solo modello Utilizzando il software COMSOL Multiphysics, Prudil ha creato il Fuel and Sheath Modeling Tool (FAST) per catturare la complessità del trasporto di calore, la meccanica e il comportamento del combustibile nucleare, il rivestimento e la distanza tra il combustibile e il rivestimento. La figura 3 mostra un esempio del profilo di tem- peratura generato per i pellet e per il rivestimento. “Con il software COMSOL”, dice Prudil, “non devo preoccuparmi tanto di numerica e programmazione: sono in grado di agire direttamente sulla matematica e sulla fisica piuttosto che occuparmi del processo di soluzione e dell’elaborazione dei risultati. C’è un risparmio di tempo generale rispetto alla modellazione numerica con un codice interno”. Prudil ha anche ottenuto risultati della simulazione con FAST che mostrano la pressione idrostatica, gli sforzi di von Mises e lo scorrimento assiale nel rivestimento e nel pellet di combustibile (Fig. 4). La distribuzione di questi campi è il risultato di parametri di progetto come il rapporto lunghezza/diametro e le dimensioni della camera, nonché di considerazioni operative come il livello di potenza e la temperatura del refrigerante. Simulare l’evoluzione della porosità sui bordi dei grani Per estendere la portata dello strumento di modellazione e far luce sulle prestazioni del reattore in modo diver- so, Prudil ha modellato la diffusione del gas fuori dai grani di combustibile e successivamente la formazione e il movimento delle bolle sui bordi dei grani (Fig. 5) utilizzando la funzionalità di modellazione basata sulle equazio- ni disponibiii in COMSOL. Durante l’irraggiamento e la modificazione chimica del combustibile nucleare, il gas fuoriesce dal grano di combustibile, formando bolle. Queste bolle si muovono e si fondono (Fig. 5). In un campo Fig, 4 – I risultati della simulazione eseguita dal FAST mostrano la pressione idrostatica (in alto), gli sforzi di von Mises (al centro) e lo scorrimento assiale (in basso) nel rivestimento, nei pellet di combustibile e nello spazio tra un pellet e l’altro Fig. 3 – I risultati della simulazione eseguita con il ‘Fuel and Sheath Modeling Tool (FAST)’ mostrano la temperatura nel rivestimento, nei pellet di combustibile e nello spazio tra un pellet e l’altro