Hlajenje s turbulentnimi plinastimi curki je ena od učinkovitih metod, ki je predlagana tudi za hlajenje diverterja v fuzijskem reaktorju. S pomočjo numeričnih simulacij z metodo velikih vrtincev (angl. Large Eddy Simulation - LES) smo proučili in razložili medsebojni vpliv dinamike toka curkov in lokalnega prenosa toplote. V tem članku smo podrobno analizirali natančnost simulacij hitrostnega, temperaturnega polja in polj turbulentnih napetosti. Ovrednotili smo natančnost povprečenih veličin v odvisnosti od frekvence vzorčenja časovno odvisnih simulacij, numerične mreže in modelnih konstant podmrežnega modela turbulence. Največja skupna relativna napaka nastopi v primeru povprečnega Nusseltovega števila. Natančne, a računsko zelo zahtevne simulacije omogočajo razumevanje vpliva dinamike toka curkov na prenos toplote s hlajenih površin. Rezultati simulacij opremljeni z računsko natančnostjo so pomembna dopolnitev eksperimentov in ključni vir informacij za razvoj in validacijo inženirskih numeričnih modelov, ki jih uporabljamo pri iskanju učinkovitih tehnoloških rešitev v industriji.
COBISS.SI-ID: 31988007
V članku poročamo o razvoju disperzijsko utrjenih kompozitov na osnovi volframa z vključki delcev volframovega subkarbida W2C. Pokazali smo, da delci W2C na mejah volframskih zrn učinkovito odstranjujejo škodljivi W oksid, pospešujejo zgoščevanje in stabilizirajo mikrostrukturo. Taka mikrostruktura ima ugoden učinek na upogibno trdnost kompozita pri sobni in povišani temperaturi (nad 1000 °C). Delci W2C nastanejo in situ med sintranjem z difuzijo ogljika iz nanodelcev WC, dodanih volframskemu prahu. Kljub izredno hitremu sintranju s pomočjo pulzirajočega toka (FAST, 1900°C, 5 min) se ves dodani WC pretvori v W2C, kar rezultira v kompozitu W-W2C. Za odstranjevanje oksida je potrebno vsaj 5 vol. % nanodelcev WC, z večjim dodatkom (npr. 10 vol. %) pa dobimo kompozit W-W2C z ugodnimi mehanskimi lastnostmi in termično prevodnostjo tako pri sobni temperaturi, kot pri 1000 °C.
COBISS.SI-ID: 32869927
Članek predstavlja raziskave kjer smo preučevali učinek devterija (D) na pregrevanje poškodb v kristalni rešetki. Vzorce volframa (W) smo zaporedno obsevali z 20 MeV W ioni pri sobni temperaturi in jih izpostavili nizkotemperaturni D-plazmi pri 370 K za populacijo ustvarjenih napak. Za preučevanje razvoja nastalih napak, pri katerih je bil prisoten D, smo vzorce pregrevali na želene temperature med 400 K in 1000 K in jih držali tam 2 uri. Preživele poškodbe so bila zasedene z D s ponovno izpostavitvijo vzorcev isti D-plazmi kot prej. Za poustvarjanje eksperimentalnih rezultatov je bil uporabljen model makroskopskih kinetičnih enačb. Ugotovili smo, da so bili v materialu prisotni trije različni tipi napak, nastalih zaradi obsevanja z ioni W in ki močno vežejo D. Iz študije smo lahko določili razvoj posameznih napak s temperaturo. Ta študija predstavlja primer v seriji naših raziskav, kjer preučujemo vpliv poškodb v kristalni rešetki na zadrževanje vodikovih izotopov, COBISS.SI-ID: 32394023, 57558787, 29341187, 57619203.
COBISS.SI-ID: 29342467
Razumevanje fizike hitrih ionov v fuzijski plazmi velja za eno ključnih nalog za zanesljivo delovanje fuzijskih reaktorjev tipa tokamak. Meritve na tokamakih so pokazale, da gama žarki nastanejo ob reakcijah hitrih ionov bodisi z ioni goriva v plazmi bodisi z nečistočami kot so berilij, ogljik in kisik. Spektroskopijo teh žarkov gama lahko uporabimo za merjenje fuzijske hitrosti v plazmi ali za študijo vedenja in fuzijskih produktov, kot so delci alfa. Kot računska podpora eksperimentom je bila razvita metodologija za pripravo realističnega plazemskega izvora žarkov gama za uporabo s simulacijami Monte Carlo. Metodologija je sestavljena iz več korakov, tj. generiranja realističnih plazemskih parametrov, generiranja funkcij za porazdelitve vzorčenja na podlagi izračunanih plazemskih parametrov in pripravo realističnega plazemskega izvora žarkov gama za Monte Carlo izračun. Funkcija porazdelitve položaja izvora na primer temelji na izračunanih gostotah reakcijskih hitrosti za reakcije, pri katerih nastajajo žarki gama. Vse potrebne porazdelitvene funkcije in plazemski parametri so združeni v vhodno datoteko za podprogram MCNP, razvit na osnovi izvorne kode. V izvornem podprogramu sta smer emisije gama žarkov in njihova energija določena na podlagi tipa jedrske reakcije in smeri sevanja žarkov gama. Razvita metodologija je bila analizirana na primeru modela tokamaka za program MCNP in tako potrjena njen uporabnost za pripravo realističnega plazemskega izvora žarkov gama za simulacije Monte Carlo.
COBISS.SI-ID: 43921411
Članek predstavlja integrirano okolje za simulacije sledenja delcev v plašču (SOL) in toplotnih obremenitev v tokamaku. Celovito simulacijsko računalniško okolje, razvito za analizo in konstriuranje oblog v notranjosti fuzijskega reaktorja ITER, kot tudi drugih manšjih tokamakov. Okolje vsebuje CAD jedro, mreženje, simulacijo hitrih delcev (ionov), ki pod ostrim kotom segrevajo vodno hlajene obloge, FEM termične analize panelov ter vizualizacijo in povezavami z drugimi simulacijskimi kodami.
COBISS.SI-ID: 16530203