大型格納容器実験装置における自然対流による成層浸食挙動のデータ同化を用いた解析

Data assimilation for CFD simulation of density stratification erosion by natural convection in a large containment vessel

石垣 将宏* ; 廣瀬 意育  ; 永井 亨*

Ishigaki, Masahiro*; Hirose, Yoshiyasu; Nagai, Toru*

過酷事故時の格納容器内熱流動挙動の安全評価においては容器内ガス挙動を正確に評価することが重要である。格納容器内では3次元的な流動が支配的となるため、数値流体力学(CFD)解析の高度化が必要となる。CFD解析に対して、観測データとシミュレーションデータの双方を用いたデータ同化を適用することで、高精度の解析の実現が期待できる。本研究では、原子力機構が有する大型格納容器実験装置CIGMAにおける自然対流による成層浸食実験(CC-PL-27B実験)のCFD解析に対し、データ同化手法の1つである局所アンサンブルカルマンフィルタ(LETKF)を適用し、LETKFによる解析性能の評価を行う。当該実験はヘリウム・空気による密度成層が自然対流により浸食される過程を計測した実験である。実験データにはCIGMA実験におけるガス濃度および温度の計測データを用いた。CFD解析にはCFDコードのOpenFOAMを適用し、乱流モデルには浮力の影響を考慮した標準k-epsilonモデルを適用した。データ同化により、大きく解析精度が向上した。特に温度分布の予測精度が向上した。発表では、計測点数に対する感度等の検討結果について報告する。

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