BİLDİRİLER

BİLDİRİ DETAY

Furkan ÖZYİĞİT, Tayfun TANBAY
YERALTI SULARINDA RADYONÜKLİD TRANSPORTUNUN ÇİZGİLER YÖNTEMİ İLE MODELLENMESİNDE AÇIK VE KAPALI ZAMAN AYRIKLAŞTIRMA YÖNTEMLERİNİN KARŞILAŞTIRILMASI
 
Yeraltı sularında radyonüklid transportunun modellemesi nükleer güç santrallerinden çıkan kullanılmış yakıtların jeolojik depolardan sızmalarının neden olabileceği etkilerin belirlenmesinde önemlidir. Bu çalışmada radyonüklid transportunu modelleyebilmek için sonlu fark esaslı çizgiler yöntemi (SF-ÇY) kullanılmıştır. Bu kapsamda kısmi diferansiyel denklemin konumsal değişkenine SF yaklaşımı farklı mertebeler ile uygulanmıştır. Zaman değişkeni açık ve kapalı modifiye orta nokta yöntemleriyle adaptif olarak ayrıklaştırılmış ve iki yaklaşımın performansı doğruluk, h-kararlılığı, p-kararlılığı ve hesaplama süreleri üzerinden karşılaştırılmıştır. Bir boyutlu uranyum bozunum zinciri ve iki boyutlu konveksiyon-difüzyon-reaksiyon (KDR) ve nükleer reaktörden trityum salımı olmak üzere üç problemin çözümü gerçekleştirilmiştir. Kapalı yöntem büyük zaman adımları ile yüksek doğruluğa sahip sonuçlar verirken açık yaklaşım sayısal kararlılığın sağlanabilmesi için küçük zaman adımlarına ihtiyaç duymuştur. Uranyum bozunum zinciri probleminde, 400 konumsal nokta ve sekizinci mertebe SF yaklaşımıyla, kapalı yöntemle 1000 yıl ve açık yöntemle 2 yıllık zaman adımları alınarak toplam 50000 yıllık süreç için gerçekleştirilen simülasyonlarda sayısal Uranyum-234, Toryum-230 ve Radyum-226 konsantrasyonları sırasıyla 9.45×〖10〗^(-6), 4.08×〖10〗^(-5) ve 7.93×〖10〗^(-6)’lik karesel ortalama hataları ile hesaplanmıştır. Her iki zamansal yaklaşımı da yüksek bir h-yakınsaklığı göstermiştir. Hesaplama süreleri karşılaştırıldığında küçük SF nokta sayılarında kapalı yaklaşım hızlı sonuç verirken yüksek SF nokta sayılarında açık yöntem daha hızlıdır. KDR ve trityum salım problemleri için de yüksek doğruluğa sahip çözümler bulunmuştur. Bu problemler iki boyutlu oldukları için ince SF ağları açık yöntemle kapalı yönteme kıyasla çok daha kısa sürede sonuç vermiştir. KDR probleminde, 25×25 konumsal nokta sayısı ve dördüncü mertebe yaklaşımın kullanıldığı durumda kapalı ve açık yaklaşımlar sırasıyla 19177s ve 3853s hesaplama süreleriyle 4.34×〖10〗^(-11)’lik karesel ortalama hatası vermiştir. (Bu çalışma Bursa Teknik Üniversitesi, Lisansüstü Eğitim Enstitüsü, Makine Mühendisliği Programında yürütülen ve birinci yazara ait "Yüksek Lisans Tezi"nden üretilmiştir. ORCID NO:0000-0003-3373-3457 )

Anahtar Kelimeler: Radyonüklid Transportu, Sonlu Farklar, Çizgiler Yöntemi, Modifiye Orta Nokta, Açık Yaklaşım, Kapalı Yaklaşım, Adaptif.



 


Keywords: