Для обогащения легких изотопов представляет интерес применение более простых и дешевых прямоточных газовых центрифуг, с одной стороны, оптимизированных по разделительной мощности, с другой, не содержащих усложняющих конструкцию элементов. Классическая теория разделения бинарной смеси в прямоточной газовой центрифуге основана на решении уравнения сохранения целевого компонента в оптимизированном гидродинамическом поле, которое представляет собой два обособленых коаксиальных потока. Проведено численное моделирование близкого к такой модели течения в прямоточной газовой центрифуге. Исследована зависимость характера течения от параметра разреженности. Подтверждена возможность реализации на практике модели обособленных потоков в континуальном режиме. Разработанный подход на основе решения кинетического уравнения методом дискретных скоростей может быть использован в более общем случае произвольного режима течения.