در این مقاله، استفاده از سوخت حلقوی به جای سوخت توپر در قلب راکتور بوشهر بررسی شده است. در هندسۀ حلقوی، سوخت دو کانال داخلی و خارجی و دوسطح تبادل دمای سوخت با خنک­ کننده دارد. پنج نوع هندسۀ حلقوی با شعاع های داخلی و خارجی متفاوت به انضمام سوخت توپر فعلی مورد استفاده در راکتور بوشهر، در کد هسته­ ای MCNPX.2.6.0 شبیه­ سازی شده است. پس از صحت سنجی شبیه­ سازی، برخی پارامترهای نوترونی برای سوخت های با هندسۀ حلقوی توسط کد محاسبه شده است. با تحلیل نتایج، هندسۀ حلقوی بهینه معرفی و پیشنهاد شده است. پس از تحلیل نوترونی، هندسۀ حلقوی انتخاب شده از دیدگاه ترموهیدرولیکی در کد کبرا و نرم افزار فلوئنت مورد بررسی قرار گرفته است. طبق نتایج به دست آمده، استفاده از سوخت حلقوی سبب می شود مقدار سوختن در حدود 01/4 واحد نسبت به سوخت توپر افزایش یافته و از مقدار 33/12 در سوخت توپر، به 34/16 در واحدهای GWd/MTU برسد. همچنین خنک شوندگی بهتر، سبب می ­شود که بیشینه دمای مرکز سوخت 300 کلوین کاهش یابد. علاوه بر آن، سبب می­ شود که حاشیۀ ایمنی MDNBR از مقدار 7/1 در سوخت توپر، به مقدار 5/2 در غلاف بیرونی، و به مقدار 7/3 در غلاف داخلی، افزایش یابد.

سرریزها از جمله سازه­های هیدرولیکی مهم برای کنترل جریان، تنظیم سطح آب در  بالادست و اندازه­گیری دبی جریان در کانال­های شبکه­های آبیاری و رودخانه­ها می­باشند.  سرریزهای مایل در یک عرض مشخص دارای طول مؤثر بیشتری در مقایسه با سرریزهای معمول می­باشند که این مسئله می­تواند بر ضریب­دبی و راندمان این نوع سرریزها تاثیرگذار باشد. در تحقیق حاضر تأثیر پارامترهای هندسی بر خصوصیات هیدرولیکی جریان در سرریزهای مایل با استفاده از نرم­افزار انسیس فلوئنت به صورت سه بعدی مورد بررسی و تحقیق قرار گرفته است. شبیه­سازی عددی توسط نتایج آزمایشگاهی صحت­سنجی گردید. ارتفاع سرریز(P) ، زاویه سرریز با دیواره کانال ) (α، ارتفاع آب بالای تاج سرریز(h) و طول موثر تاج سرریز (Le) مورد بررسی قرار  گرفت. عملکرد مدل­ رگرسیونی خطی در کاربرد رابطه ضریب دبی سرریزهای مایل  بررسی شد. نتایج نشان داد که رابطه رگرسیونی بدست آمده در تحقیق حاضر تطابق بسیار خوبی با نتایج مدل عددی  دارد. همچنین نتایج مدل عددی با نتایج سایر محققین مقایسه گردید.  در سرریزهای مایل در طول­های موثر مختلف با افزایش H/P،  در یک H/P ثابت، با افزایش طول موثر تاج سرریز،  ضریب­دبی  کاهش و دبی جریان عبوری افزایش می­یابد.  در ضمن افزایش ارتفاع سرریز، موجب افزایش دبی جریان عبوری  می­گردد.

سرریزهای لبه تیز پلان مثلثی، سرریزهایی هستند که از یک لبه مستقیم و صاف برخوردار نبوده و در پلان، از حالت خطی شکسته برخوردار می باشند. هدف از این تحقیق ارایه یک رابطه برای تعیین ضریب دبی جریان این نوع از سرریزها می باشد که در نهایت یک رابطه رگرسیونی با استفاده از داده های آزمایشگاهی بر اساس پارامترهای هندسی h/p و α,ارایه شد. برای صحت سنجی، نتایج حاصل از این رابطه با نتایج مدل عددی فلوینت مورد مقایسه قرار گرفت که حاکی از دقت بالای رابطه مذکور بود. علاوه بر این به عملکرد مدل های هوشمند شبکه عصبی مصنوعی (ANN)، برنامه ریزی بیان ژن (GEP) و مدل های رگرسیونی چند متغیره خطی و غیر خطی در کاربرد رابطه دبی-اشل سرریزهای لبه تیز پلان مثلثی پرداخته شد. ارزیابی نتایج به دست آمده با استفاده از معیارهای آماری R2، RMSE، NSE و RE% انجام گردید. مقادیر معیارهای آماری R2، RMSE، NSE و RE% برای مدل ANN به ترتیب 998/0، 0076/0، 997/0 و %74/1 به دست آمد که نشان از برتری این مدل نسبت به سایر روش ها را دارد. همچنین نتایج نشان داد که در سرریزهای پلان مثلثی بسته به زاویه قرارگیری، میزان ضریب دبی جریان 1 الی 8 درصد نسبت به سرریزهای هم عرض کانال افزایش می یابد.

لطفا برای مشاهده چکیده به متن کامل (PDF) مراجعه فرمایید.

سرریز جذری یکی از انواع منحصر به فرد از سرریزهای لبه تیز و با قابلیت های ویژه ای است که می تواند برای اندازه گیری جریان در کانال های انتقال آب، شبکه های آبیاری و جمع آوری رواناب شهری مورد استفاده قرار گیرد. تحقیق حاضر با هدف بررسی تاثیر فشردگی جانبی بر ضریب دبی این نوع سرریز انجام شد. برای این منظور جریان عبوری از یک سرریز تناسبی جذری (دودکشی) در 10 عرض مختلف از یک کانال مستطیلی با نسبت های بازشدگی عرضی بین 10 تا 100 درصد، به صورت سه بعدی در نرم افزار انسیس فلوینت شبیه سازی و با استفاده از نتایج آزمایشگاهی مشابه، واسنجی شد. پس از اندازه گیری عمق آب در بالادست سرریز به ازای هر یک از دبی های عبوری، متوسط ضریب دبی در محدوده بین دو تا سه برابر ارتفاع پایه به ازای هریک از عرض های مختلف کانال بالادست، محاسبه شد. نتایج نشان داد که ضریب دبی در نسبت های بازشدگی بین 10 تا 30 درصد، ثابت بوده و مقدار آن 6/0 به دست آمد ولی با افزایش نسبت بازشدگی عرضی از 30 تا 100 درصد، ضریب دبی افزایش یافته و مقدار نهایی آن در باز شدگی 100 درصد معادل 65/0 به دست آمد. درنهایت یک رابطه تجربی برای تصحیح ضریب دبی بر اساس نسبت بازشدگی عرضی پیشنهاد شد.

یکی از راهکارهای موثر و اقتصادی جهت افزایش راندمان سرریز های جانبی، استفاده از سرریز های کنگره ای می باشد. در سرریز های جانبی کنگره ای با تغییر هندسه پلان و افزایش طول سرریز در بازشدگی ثابت از کانال، ظرفیت عبور جریان بیشتر می گردد. با توجه به اهمیت این سرریز ها در پروژه های آبی و پیچیده بودن محاسبات مربوط به تعیین منحنی دبی-اشل سرریز های جانبی کنگره ای، لازم است روابط معمولی و کاربردی دبی-اشل در شرایط مختلف برای آن استخراج گردد. در این پژوهش رابطه دبی-اشل برای سرریز های جانبی معمولی در دو بازشدگی 3/0 و 5/0 و کنگره ای مثلثی با سه زاویه راس 45، 60 و 90 درجه در سه بازشدگی 3/0، 5/0 و 6/0 ارایه شده است. با مقایسه معادله استخراج شده با نتایج شبیه سازی شده، دقت رابطه ارایه شده در محدود 15 % ± به دست آمد که در کاربرد های عملی قابل قبول ارزیابی می شود. هم چنین با توجه به نتایج برای سرریز جانبی کنگره ای به ازای یک بار آبی ثابت، با افزایش زاویه ی راس سرریز، به علت کاهش طول موثر سرریز، دبی کاهش می یابد. از طرفی به ازای یک بار آبی ثابت، با کاهش بازشدگی سرریز، عرض موثر مجرای عبور جریان کاهش یافته و ضریب دبی کاهش می یابد.

در این مطالعه، کارآیی مدل های مختلف آشفتگی برای شبیه سازی عددی ستون دود خروجی از یک موتور موشک سوخت جامد مورد ارزیابی قرار گرفته است. جریان ستون دود، شامل پدیده های پیچیده ای مانند تراکم پذیری، برهم کنش امواج ضربه ای، احتراق ثانویه و ناحیه آشفته است که نیاز به مدل سازی دقیق دارند. برای این منظور، از روش های عددی مبتنی بر معادلات ناویر-استوکس میانگین گیری شده رینولدز و نرم افزار انسیس فلوئنت استفاده شده است. مدل های آشفتگی k-ε و k-ω در نسخه های مختلف، از جمله مدل SST k-ω و چندین نسخه تعدیل شده از مدل k-ε برای پیش بینی ساختار جریان ستون دود به کار گرفته شده اند. صحت نتایج عددی با داده های تجربی حاصل از تصاویر آزمایش های استاتیک موتور موشکی مقایسه شده است. نتایج نشان می دهند که مدل استاندارد k-ε به طور کلی موقعیت امواج ضربه ای را دقیق تر پیش بینی می کند، همچنین تغییر مقدار پارامتر عدد ماخ آشفتگی در مدل k-ω می تواند دقت نتایج را نسبت به مدل استاندارد بهبود دهد. این مطالعه نشان می دهد که اصلاح مدل های آشفتگی می تواند دقت شبیه سازی ستون دود موشکی را بهبود بخشد و در نتیجه به مدل سازی دقیق تر تابش حرارتی و شناسایی موشک در کاربردهای مهندسی و نظامی کمک کند.