| صورتبندی پارادایمی سامانههای پیشرانش هستهای–شیمیایی هوافضا درکوپلینگ چندفیزیکی شیمی غیرتعادلی، مکانیک محیطهای حدی و کنترل شناختی غیرخطی در چارچوب سامانههای پیچیده تطبیقی |
| کد مقاله : 1275-NAEC |
| نویسندگان |
|
ماهان کاوه * عضو هیئت تحریریه مجله بین المللی فلسفه آمریکا و عضو هیئت علمی |
| چکیده مقاله |
| سامانههای پیشرانش هستهای–شیمیایی هوافضا در رژیمهای عملیاتی حدی قرار دارند که با کوپلینگ قوی و چندمقیاسی میان فیزیکهای هستهای (انتقال نوترون و تولید توان شکافت)، شیمی واکنشی غیرتعادلی (سینتیک گونههای رادیکالی و یونیزاسیون جزئی در جریانهای مافوقدما)، دینامیک سیالات تراکمپذیر هایپرسونیک (شوکهای قوی، لایههای مرزی حرارتی–واکنشی و گذارهای آشوبناک)، و مکانیک ساختاری در محیطهای اکستریم (تنشهای حرارتی–مکانیکی و خزش مواد پیشرفته) مشخص میشوند. این برهمکنشهای غیرقابل تفکیک منجر به بروز پدیدههای emergent مانند ناپایداریهای ترموآکوستیک–نوترونی، بازخوردهای مثبت حرارتی–واکنشی، و بیفورکاسیونهای رژیمی دینامیکی میگردند که چارچوبهای مدلسازی کلاسیک مبتنی بر تعادل ترمودینامیکی محلی (LTE)، خطیسازی کواسیاستاتیک و کنترل PID ایستا را ناکارآمد میسازند.در این پژوهش، یک صورتبندی پارادایمی نوین برای مدلسازی یکپارچه سامانههای پیشرانش هستهای–شیمیایی ارائه میشود که بر پایه کوپلینگ چندفیزیکی سفت (tight coupling)میان معادلات Navier-Stokes تراکمپذیر اصلاحشده با ترمهای منبع واکنشی غیرتعادلی (finite-rate chemistry)، مدلهای پخش نوترونی چندگروهی (multi-group diffusion یا transport) انتقال حرارت تابشی–هادی در رژیم اپتیکی غلیظ، و معادلات الاستو-پلاستیسیته حرارتی–واکنشی استوار است. این چارچوب، با بهرهگیری از روشهای عددی چندمقیاسی (مانند homogenized porous media برای هسته راکتور و LES/RANS هیبریدی برای جریانهای آشوبناک)، امکان شبیهسازی دقیق ناپایداریهای ترمو-شیمیایی–نوترونی، اثرات بازخورد Doppler–moderator، و تعاملات جریان–ساختار در کانالهای پیشران را فراهم میآورد.علاوه بر این، یک معماری کنترل شناختی غیرخطی تطبیقی معرفی میگردد که سامانه پیشران را به عنوان یک سامانه پیچیده تطبیقی (Complex Adaptive System) مدلسازی میکند. این معماری بر پایه مشاهدهگرهای غیرخطی گسترشیافته (Extended Nonlinear Observers) برای تخمین بلادرنگ حالتهای پنهان (مانند شار نوترونی محلی و غلظت گونههای رادیکالی)و... |
| کلیدواژه ها |
| : پیشرانش هستهای–شیمیایی هوافضا؛ کوپلینگ چندفیزیکی (Multi-Physics Coupling)؛ شیمی واکنشی غیرتعادلی (Non-Equilibrium Reactive Chemistry)؛ دینامیک سیالات تراکمپذیر هایپرسونیک (Compressible Hypersonic Fluid Dynamics)؛ انتقال نوترونی و بازخوردهای هستهای (Neutron Transport and Nuclear Feedbacks |
| وضعیت: پذیرفته شده |
