Arazoa
Karga termikoko prozesuan, biltegiratze-andela eta betelan-partikulak dagozkien espantsio termikoko koefizienteen arabera hedatzen dira. Depositua betegarria baino gehiago hedatzen denean, baoak sor daitezke ohe trinkotuaren barruan, eta partikula batzuk beherantz mugiarazten dira goiko geruzen pisuaren azpian. Deskarga-prozesuan sistema hozten denean, andela uzkurtu egiten da, eta jatorrizko neurrira itzultzen saiatzen da. Hala ere, uzkurdura hori oztopatu egiten du berotzean sortutako partikulen antolaera trinkoagoak. Desoreka horrek tentsio gehigarriak eragiten ditu tangaren hormetan eta partikulen artean, berrantolaketaren eta marruskaduraren ondorioz.
Partikulen pisuaren eta marruskaduraren efektu konbinatuak handiak badira, litekeena da deposituak jatorrizko neurriak guztiz ez berreskuratzea, eta hondar-tentsioak uztea bai partikuletan bai andelaren hormetan, baita giro-tenperaturan ere. Tentsio mekaniko horiek ez dira konstanteak: hurrengo berotze-zikloetan desagertzen dira, baina berriro ager eta areagotu daitezke, partikulak denboraren poderioz sortu berri diren hutsuneetan metatzen jarraitzen badute. Tentsioen metaketa zikliko horrek diseinu sendoaren garrantzia azpimarratzen du, sistemaren iraunkortasuna eta bizitza-luzetasuna bermatzeko.
Prozesu termikoen geldotasuna dela eta, ezinbestekoa da zenbakizko erremintak egitea, betelaneko materialaren portaera doitasunez modelatu eta iragartzeko eta biltegiratze-tangaren paretekin duten interakzioa iragartzeko. Hala ere, arazo konplexu hori konpontzeko, beharrezkoa da lege termikoak, mekanikoak eta mugimendukoak integratzea, eta, horren ondorioz, prozesua oso zorrotza da konputazioaren ikuspegitik. Kalkuluak sinplifikatzeko, askotan hainbat suposizio egin behar dira. Zoritxarrez, suposizio horiek baliozkotzeko datu esperimentalik ez izateak emaitzen fidagarritasuna ahultzen du, eta horrek hutsune kritiko bat sortzen du, eta hutsune hori bete egin behar da teknologia aurreratzeko.
Soluzioa
Arazo hori konpontzeko, CIC energiGUNEko ikertzaileek material betegarriaren propietateen karakterizazio zehatza egiten hasi ziren, eta zenbakizko eredu multifisiko berritzaile eta oso zehatz bat garatu zuten. Eredu honek dinamika termikoa, mekanikoa eta mugimendukoa integratzen ditu, Elementu Diskretuen Metodoaren (DEM) eta Fluido Konputazionalen Dinamikaren (CFD) ikuspegiak konbinatuz. Eskaera konputazionalak minimizatzeko, kasu espezifikoak aplikatu ziren, bakoitza arreta handiz baliozkotua AZTERLAN Ikerketa Metalurgikoko Zentroarekin lankidetzan, ikuspegi esperimental berritzaile baten bidez. Eskala txikiko prototipo bat eraiki zen, eta materialaren mugimendua gainbegiratu zen X izpien tomografia konputerizatuko teknika aurreratuen bidez. Horrek ereduaren zehaztasuna eta fidagarritasuna bermatu zituen.