تحليل عددي رفتار ترمومكانيكي ميله سوخت (2UO) در حالت پايا با استفاده از روش المان محدود

در طراحي ميله سوخت، توانايي پيش ‌بيني قابل‌ اطمينان از عملكرد سوخت به ‌منظور رعايت اصول ايمني از اهميت بالايي برخوردار است. براي دستيابي به اين هدف، كدهاي كامپيوتري مختلفي ارايه شده اند كه هر يك از آن‌ها از مدل‌ هاي مختلف مكانيكي و روش ‌هاي مختلف عددي و تحليلي استفاده مي ‌كنند. ‌بر همين اساس، هدف پژوهش حاضر تهيه برنامه‌ اي كامپيوتري به زبان برنامه ‌نويسي فرترن به‌ منظور آناليز مكانيكي و حرارتي ميله‌ هاي سوخت (2‌UO) با استفاده از روش هاي عددي، به ويژه به‌ كارگيري اصل كار مجازي در تحليل مكانيكي ميله سوخت در شرايط پايا مي ‌باشد. براي حل معادلات به‌دست آمده از روش المان محدود استفاده شده است. در قسمت تحليل مكانيكي پديده ‌هايي از قبيل تورم و تراكم سوخت و خزش در غلاف در نظر گرفته شده‌ اند. سپس با پديده‌ هاي فوق و انجام تحليل مكانيكي و حرارتي به ‌صورت هم زمان، زمان تماس سوخت با غلاف، ميزان تنش و كرنش در سوخت و غلاف، دماي مركز سوخت، ميزان رشد لايه اكسيد بر روي غلاف و توزيع دماي سوخت و غلاف در طول كار راكتور در حالت پايا (در يك توان ثابت) توسط برنامه نوشته شده به‌دست مي‌ آيند. نتايج اين برنامه با نتايج روش تحليلي موجود در منابع صحت سنجي شده و براي راكتور VVER1000 تحليل مكانيكي و حرارتي ميله سوخت در يك بازه 1600 روزه انجام پذيرفته است. با توجه به نتايج به‌دست آمده، قرص سوخت پس از 1250 روز با غلاف تماس پيدا مي ‌كند.