נאבקים בקורוזיה במתקני אחסון של פסולת גרעינית בעזרת סימולציה מולטיפיזיקלית מתקדמת ב- ®COMSOL Multiphysics

סימולציות מולטיפיזיקליות סייעו לחברת Sogin S.p.A בתכנון מערכת הפחתת לחות פשוטה וחוסכת אנרגיה למטרת מניעת קורוזיה בתופים של פסולת רדיואקטיבית.

קורוזיה היא האויב חסר הרחמים של המתכת, והמאבק עימה פשוט לא יכול להיגמר כאשר מעורבים תופי פלדה עמוסים בפסולת גרעינית.
זהו המצב באיטליה, בה הופסק הייצור המקומי של אנרגיה אטומית, ועדיין קיים הצורך באחסון בטוח של פסולת רדיואקטיבית ברמה נמוכה המיוצר כתוצר לוואי של ייצור חשמל, ופעולות של מחקר, רפואה ותעשייה.
Sogin S.p.A הינה החברה האיטלקית בבעלות הממשלה האחראית על הוצאה מכלל שימוש של אתרים גרעיניים באיטליה ועל הניהול של פסולת רדיואקטיבית.

אחסון פסולת גרעינית מצריך בקרת לחות מדויקת
פרוייקט אחד של סוגין הינו השיקום המתמשך של בניין במפעל לשעבר של אנרגיה אטומית הממוקם במרכז איטליה. היעד הוא לעמוד בדרישות האיטלקיות והבינלאומיות של אחסנה זמנית של פסולת רדיואקטיבית ברמה נמוכה עד אשר הפסולת תעבור למקום האחסון הלאומי הקבוע.
המתקן הזמני הינו חלל מלבני חד קומתי במימדי 30 מ’ על 15 מ’ המחולק לשני חדרים. הפסולת מאוחסנת בתופי פלדה אטומים בבטון מסיבות רדיולוגיות. לתופים יש קוטר חיצוני באורך 0.8 מטרים, והאריזה מעל בקוטר של 1 מטר. לחות יחסית של 65 אחוזים ומטה חייבת להישמר בכדי למנוע קורוזיה.

®COMSOL Multiphysics אחראית על יחידות המתגים הפנימיות בחברות הרכב המובילות בעולם

סימולציית ביצועים תרמיים, אלקטרומגנטיים וקיבוליים של חיישנים משחקת תפקיד חשוב בפיתוח מוצרים ב KOSTAL, החברה המספקת את כל יחידות המתגים הפנימיות לחברות הרכב המובילות ברחבי העולם
רוב הנהגים אינם מודעים לכך, אך מאחורי כל מתג פשוט שנמצא ברכב שלהם, בין אם זה שפותח וסוגר את החלונות או זה שמפעיל את מגבי השמשה הקדמית, עומדת כמות רבה של טכנולוגיה עליה עבד צוות מולטידיסציפלינרי של מהנדסים, במטרה לגרום לכל מתג לעבוד בצורה טובה כל זמן שהרכב מתפקד, בכל תנאי של מזג אויר. על כל אלו אחראית KOSTAL הגרמנית.

שישה דורות של מתגים חשמליים

כיום יש ברכבים מודולים מורכבים של גגות אשר כוללים תאורת לד מתקדמת ועוד פיצ’רים מתקדמים שלא היו בעבר ברכבים. ריצ’ווין מסביר: “התעשייה עברה מתאורה רגילה לתצוגת לד. על אף שנורות לד יעילות יותר כי הן צורכות פחות חשמל, 90 אחוזים מהחום שהן מייצרות הולכים למעגל המודפס שנמצא בתוך מודול הגג. התגברנו על מכשול זה ע”י שימוש ב- ®COMSOL Multiphysics כדי לחזות את ההתנהגות התרמית ולמקסם את הביצועים.
“יש בידינו מספר כלים של מקצוענים, כגון תוכנת אלמנטים סופיים (FEA) לתכנון מכני, אך היה לנו צורך עז בבניית סימולציות תרמיות ואלקטרומגנטיות, אז התחלנו לחקור את השטח. בחרנו ב- ®COMSOL Multiphysics כיוון שהיא מכילה את ממשק המשתמש הטוב ביותר במרחק רב מכל החלופות האחרות, והיא מציעה אינטגרציה של CAD, תרשים חשמלי ואפליקציות ייצור בהן אנחנו משתמשים”. כיום השימוש בסימולציה כל כך מוטבע בפיתוח המוצרים ב KOSTAL כך שהתוכנה נחשבת למשימת תכנון רגילה בשגרת העבודה של הקבוצה.
קבוצת KOSTAL אחראית על 60 שנים של חדשנות בתחום הרכב, ודאגה לנוחות הנהג, בטיחות, סגנון וחסכון במקום. הקבוצה רשמה כמות נכבדה של פטנטים בתחומי ליבה כגון הגה הרכב, הקונסוליה המרכזית ומערכות הגג, ללקוחות גדולים כדוגמת BMW, דיימלר, פורד וקבוצת פולקסווגן. מת’יו ריצ’ווין, מנהל בכיר בקבוצה, מסביר כיצד סימולציה הפכה לחלק עיקרי בתהליך התכנון ב KOSTAL:
ריצ’ווין מציין: “השימוש ב- ®COMSOL Multiphysics מאפשר לנו לבדוק את ההיתכנות של קונספט טכני בצורה מהירה מאוד, אחר כך לבצע אופטימיזציה לאיכות, לאיתנות הייצור ולעלות המוצר שבפיתוח. בנוסף אנו חוסכים כסף על ידי הפחתת מספר אבי הטיפוס המיוצרים. באזורים של חדשנות כגון מעבר חשמל השראתי וחיישנים קיבלויים, סימולציה הופכת להיות ממש חיונית, כיוון שהאלטרנטיבות פשוט בלתי אפשריות מבחינת העלויות הגבוהות וצריכת הזמן האדירה”.