흑연의 폭발적 손상 모델링

기존 흑연의 열기계적 반응 모델은 선형 열탄성 이론과 랭킨 파괴 기준에 기반하며, 재료 파괴 시작점에 한정되어 있었습니다. 이 연구는 이러한 예측 능력을 확장하여 재료 파편화 및 잔해 방출을 특징으로 하는 비선형 손상 단계까지 다룹니다. 이를 위해 존슨-홀름퀴스트 구성 모델을 통해 소성을 도입하고, 유효 소성 변형률 기반 파괴 기준을 채택했습니다. 또한, 유한요소 해석과 평활 입자 유체역학을 결합하여 모델의 정확성을 높였습니다. 확장된 열기계 모델은 최근 DIII-D에서 수행된 두 가지 제어된 RE 유도 손상 실험 결과와 성공적으로 비교 검증되었습니다. 이는 모델의 예측 신뢰성을 입증하는 중요한 단계입니다. 본 연구는 텅스텐의 RE 열기계적 반응을 정량적으로 설명하려는 최종 목표를 향한 중요한 진전을 이루었습니다. 이는 핵융합로 재료의 안전성 및 성능 예측에 기여할 것으로 기대됩니다.