基于OpenFOAM的激光去污产生气溶胶及其喷淋去除特性研究

来源：核动力工程杂志2025年第1期北京时间：

作者：王岩松, 梁辉, 侯宇轩, 陈宇奇, 孙中宁

单位：哈尔滨工程大学核科学与技术学院，哈尔滨，150001；

摘要：在核设施维修及退役过程中，可利用激光去污技术对安全壳内高放射性污染的构件表面进行清洗，但过程中会产生大量亚微米级放射性气溶胶颗粒。为防止放射性物质扩散至环境中，可采用安全壳喷淋系统对其进行去除。为研究激光去污产生气溶胶的物化特性以及气溶胶的喷淋去除效果，本研究进行激光去污实验以获取气溶胶生成速率、数量浓度和颗粒直径分布等数据；基于欧拉-拉格朗日方法，在OpenFOAM中开发了能够同时模拟气溶胶生成和气溶胶喷淋去除的数值模拟模型，对封闭空间内气溶胶的生成、迁移扩散以及喷淋去除特性进行了模拟和分析。模拟结果表明：喷淋区域内的气溶胶可以直接与喷淋液滴相互作用而被去除；非喷淋区域的气溶胶会随气流运动被夹带进入喷淋区域再被去除；气溶胶颗粒直径越大，喷淋去除效率也越高。本研究建立的数值模拟预测方法能够为未来优化封闭空间内激光去污及气溶胶喷淋去除技术提供模型基础和技术参考。

关键词：OpenFOAM, 激光去污, 气溶胶, 喷淋去除

基金资助：日本原子能机构先进退役科学实验室（JAEA—CLADS）项目（R03I147）；中央高校基本科研业务费专项资金资助（3072024XX1504）