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石垣 将宏*; 廣瀬 意育; 安部 諭; 永井 亨*; 渡辺 正*
Fluids (Internet), 7(7), p.237_1 - 237_18, 2022/07
To estimate thermal flow in a nuclear reactor during an accident, it is important to improve the accuracy of computational fluid dynamics simulation. Temperature and flow velocity are not homogeneous and have large variations in a reactor containment vessel because of its very large volume. In addition, Kelm et al (2016) pointed out that the influence of variations of initial and boundary conditions was important. Therefore, it is necessary to set the initial and boundary conditions taking into account the variations of these physical quantities. However, it is a difficult subject to set such complicated initial and boundary conditions. Then, we can obtain realistic initial and boundary conditions by the data assimilation technique, and we can improve the accuracy of the simulation result. In this study, we applied the data assimilation by local ensemble transform Kalman filter (Hunt et al., 2007) to the simulation of natural convection behavior in density stratification, and we performed a twin model experiment. We succeeded in the estimation of the flow fields and improving the simulation accuracy by the data assimilation, even if we applied the boundary condition with error for the true condition.
内多 陽介*; 長井 利泰*; 須田 孝徳*; 橋本 直幸*; 大貫 惣明*; 柴山 環樹*; 山下 真一郎; 赤坂 尚昭
no journal, ,
優れた耐照射性と高温強度を示すODSフェライト鋼は、原子炉心部の構造材料として期待されている。しかし、酸化物粒子のナノ構造やその分散制御の研究は十分ではなく、Ti, Hf, その他の元素が有効なことが判明しつつある。本研究の目的はODS合金中に添加した微量元素の濃度依存性を明らかにすることである。Ti, Hfを0.2
0.9at%の範囲で添加したFe-9Cr基のODS合金粉末をMA法により作成し、1150
C
2hrでアニールした。これらにニッケル無電解めっき,機械研磨の後直径3mmのディスクを電解研磨にしてTEM観察用試料とした。Hf, Ti添加によりナノ酸化物粒子の析出が確認され、これらは、電子回折からそれぞれY
HfO
, YTiOであることがわかった。平均粒径を比較したところ、Hfでは0.2at%, Tiでは0.9at%で最小となった。このことから、粒子分散は元素と濃度に依存して最適値があることがわかった。さらに、複合酸化物の物性と形成原因について検討する予定である。
石垣 将宏*; 廣瀬 意育; 安部 諭; 永井 亨*; 渡辺 正*
no journal, ,
To estimate thermal flow in a nuclear reactor during an accident, it is important to improve the accuracy of computational fluid dynamics (CFD) analysis. Temperature and flow velocity are not homogeneous and have large variations in a reactor containment vessel because of its very large volume. In addition, the importance of the influence of variations of initial and boundary conditions is pointed out by Kelm, et al(2016). Therefore, it is necessary to set the initial and boundary conditions that take into account the variations of these physical quantities. However, it is a difficult subject to set such complicated initial and boundary conditions. Then, we can obtain realistic initial and boundary conditions by data assimilation, and we can improve the accuracy of the simulation result. We applied the data assimilation by ensemble Kalman filter for natural convection simulation, and we discuss the improvement of the simulation result. By the data assimilation using only the temperature as the observed data, we succeeded in calculating the temperature and velocity distributions accurately.
石垣 将宏*; 廣瀬 意育; 安部 諭; 永井 亨*; 渡辺 正*
no journal, ,
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。格納容器内の熱流動挙動を解析する際、格納容器は非常に大きな体積を有するため、その内部の温度や流速は均質とならず、大きなばらつきが生じうる。そのため、高精度な解析のためには、これらの物理量のばらつきを考慮した初期条件・境界条件の設定が必要となる。そこで、観測データ(実験データ)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、現実に則した初期条件・境界条件が得られ、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CIGAM内の熱流動挙動のCFD解析に対し、データ同化を適用した。データ同化に対する観測データ配置およびデータ点数に関する感度解析を行い、高精度な解析を実現するために必要となる観測データに関する条件について検討する。
石垣 将宏*; 廣瀬 意育; 永井 亨*; 渡辺 正*
no journal, ,
自然対流挙動の数値流体力学(CFD)解析に対し、局所アンサンブルカルマンフィルターを適用し解析結果の高精度化について検討する。局所アンサンブルカルマンフィルターのパラメータが解析精度に与える影響を検討し、局所化が解析精度に大きく影響することを明らかにした。
石垣 将宏*; 廣瀬 意育; 永井 亨*
no journal, ,
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。
