Dresden 2009 – wissenschaftliches Programm

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VA: Fachverband Vakuumphysik und Vakuumtechnik

VA 1: ITER - The new international fusion reactor

VA 1.2: Vortrag

Montag, 23. März 2009, 11:10–11:30, HSZ 101

Strömungsberechnung in großen Vakuumsystemen — •Volker Hauer und Christian Day — Institut für Technische Physik, Forschungszentrum Karlsruhe GmbH, Postfach 3640, 76021 Karlsruhe,

Die Berechnung von Masseströmen und Leitwerten in großen Vakuumsystemen ist ohne die Verwendung spezialisierter Software kaum möglich. Neben der großen Anzahl der Bauelemente können Asymmetrien und das gleichzeitige Auftreten unterschiedlicher Strömungsbereiche die Berechnung erschweren. Am Beispiel des ITER-Torusvakuumsystems unter Verwendung des Simulationsprogramms ITERVAC soll die Berechnung eines großen Vakuumsystems demonstriert werden.

Die Software ITERVAC simuliert ein Vakuumsystem als ein Netz von Kanälen. Jeder Kanal hat eine definierte Form, Querschnittsfläche und Länge. ITERVAC berechnet auf Basis der geometrischen Daten, der Gasart, der Temperatur und der Druckdifferenz den Massenstrom in jedem einzelnen Kanal. In einem weiteren Simulationsschritt können die Drücke am Ein- und Ausgang der einzelnen Kanäle bestimmt werden. Für das ITER-Torusvakuumsystem wurde ein Modell erstellt und für verschiedene Gase die Massenströme und Drücke ermittelt.

Parallel zu den Berechnungen wurde die verwendete Simulationssoftware validiert. Dazu wurden Messungen an langen und kurzen Kanälen unterschiedlicher Form durchgeführt und mit den Simulationsergebnissen verglichen. Die erreichte Übereinstimmung liegt innerhalb der Messungenauigkeiten.