بررسی تغییرات غلظت اجزای یک مخلوط گاز سه جزیی در جهت شعاعی و محوری در داخل یک ماشین سانتریفوژ گازی در شرایط «جریان برگشت کامل» با استفاده از روش شبیه سازی مستقیم مونت کارلو

این مقاله با بهره گیری از یک روش جدید شبکه بندی ترکیبی در مختصات متقارن محوری، یک حل کننده ی غلظت چند جزیی- شبیه سازی مستقیم مونت کارلو (MCC-DSMC) معرفی می کند که با استفاده از آن تغییرات جریان و غلظت در داخل یک سانتریفوژ در حالت گردش صلب برای مدل های کروی سخت و نرم تغییرپذیر و برای مخلوط گازهای هیدروژن، آرگون و کریپتون بررسی شد. یافته ها حاکی از آن است که دو مدل برخورد دارای انطباق بالایی نسبت به یک دیگر هستند ولی نتیجه های آن ها با نتیجه های حل تحلیلی به دست آمده از تابع توزیع بولتزمن دارای مقداری اختلاف است. هم چنین نتیجه ها نشان می دهند که با حضور مخلوط چند گاز در داخل یک سانتریفوژ، چند لایه بندی شعاعی از جریان گازها درون روتور شکل می گیرد به گونه ای که سنگین ترین گاز در لایه ی کناری دیواره، سبک ترین گاز در لایه ای نزدیک محور روتور و گازهای با جرم مولکولی متوسط در لایه ای مابین این دو قرار می گیرند. هم چنین در این پژوهش تاثیر محرک های گرمایی روتور در ایجاد یک جریان محوری (برگشت کامل) و تغییرات محوری غلظت اجزا در جهت محوری با استفاده از روش شبیه سازی مستقیم مونت کارلو مورد بررسی قرار گرفت درحالی که بررسی آن با استفاده از حل تحلیلی تابع توزیع بولتزمن امکان پذیر نیست.