Perpustakaan Digital ITB

Telah dilakukan eksperimen dan simulasi mengenai interaksi dua fluida berbeda jenis dan pelelehan material Wood’s Metal dalam skema kecelakaan reaktor nuklir menggunakan metode Moving Particle Semi Impicit (MPS). Metode MPS merupakan metode berbasis partikel yang dikembangkan oleh Koshizuka dan Oka pada tahun 1996. Metode MPS tidak lagi bergantung pada sistem grid untuk perhitungan dinamika partikel berbasis Lagrangian. Eksperimen interaksi dua fluida dilakukan dengan wadah akrilik berdimensi 150 mm x 40 mm x 30 mm dan sebuah botol dengan tinggi dan diameter masing-masing adalah 100 mm dan 26 mm. Fluida yang digunakan adalah air dan minyak goreng. Hasil eksperimen maupun simulasi dengan MPS menunjukkan bahwa pada ketinggian yang sama, air akan lebih sulit didesak oleh air yang turun dari botol jika dibandingkan dengan minyak goreng dikarenakan densitas yang lebih besar. Jarak antara mulut botol dengan permukaan fluida juga mempengaruhi profil semburan tiap waktu. Semakin besar jarak maka tekanan akan semakin besar dan fluida akan lebih banyak tersembur keluar. Simulasi kedua merupakan kejadian pelelehan lempeng WMP karena adanya transfer panas dari lelehan WM didasarkan pada eksperimen yang telah dilakukan oleh Sudha (2018). Temperatur lelehan WM dan lempeng WMP pada kondisi awal masing-masing adalah 573 K dan 300 K. Lempeng WMP berdiameter 470 mm dan tebal 7 mm. Hasil simulasi menunjukkan lelehan WM mengenai lempeng dalam waktu kurang dari 0,4 detik. Diameter lubang yang terbentuk pada bagian atas dan bawah masing-masing adalah 95 mm dan 50 mm. Galat mutlak dari hasil simulasi terhadap eksperimen adalah 1,2% dan 1,8%. Survei parameter variasi kecepatan awal dan temperatur lelehan juga dilakukan untuk mengetahui perilaku lelehan WM dalam perlubangan lempeng WMP. Kecepatan awal lelehan divariasikan pada 0,327 m/s, 0,397 m/s dan 0,498 m/s. Temperatur lelehan WM divariasikan pada 523 K, 473 K dan 423 K. Hasil simulasi menunjukkan bahwa metode MPS yang telah diimprovisasi dapat digunakan untuk simulasi pelelehan teras reaktor nuklir saat terjadi kecelakaan.