Computational thermal-fluid dynamic and thermo-mechanic analysis of the Neutralizer of the DTT NBI

In questo elaborato, è presentata un'analisi termofluidodinamica e termomeccanica svolta sul Neutralizzatore dell'Iniettore di particelle neutre e relativo schermo magnetico dell’esperimento Divertor Tokamak Test (DTT); l’iniettore è attualmente in fase di progettazione da parte dei ricercatori del gruppo RFX di Padova. Il neutralizzatore è soggetto a elevati carichi termici essendo investito dai flussi di deuterio ed elettroni; il raffreddamento avviene per mezzo di acqua che fluisce in appositi condotti all’interno della struttura. Scopo di questo lavoro è, quindi, valutare la distribuzione di temperatura nel componente (parti solide e fluido); inoltre, si calcola anche l’impedenza idraulica del neutralizzatore nel suo circuito di raffreddamento. Sono stati considerati e confrontati diverse geometrie e carichi termici, dal momento che lo studio ha seguito gli aggiornamenti del progetto del componente. Una volta opportunamente discretizzata la geometria 3D, i calcoli numerici sono stati eseguiti con il software Star CCM+, adottando un metodo ai volumi finiti. Lo stesso software ha permesso anche di valutare la deformazione del componente per effetto delle dilatazioni termiche, mediante il metodo agli elementi finiti. I risultati confermano che il componente soddisfa tutti i principali vincoli legati alla massima impedenza idraulica e temperatura permesse.