Consistent robin boundary enforcement of particle method for heat transfer problem with arbitrary geometry

Wang, Z.; Duan, G.*; 松永 拓也*; 杉山 智之

International Journal of Heat and Mass Transfer, 157, p.119919_1 - 119919_20, 2020/08

https://doi.org/10.1016/j.ijheatmasstransfer.2020.119919

Enforcing accurate and consistent boundary conditions is a difficult issue for particle methods, due to the lack of information outside boundaries. Recently, consistent Neumann boundary condition enforcement is developed for the least squares moving particle semi-implicit method (LSMPS). However, the Robin boundary cannot be straightforwardly considered by that method because no computational variables are defined on the wall boundary. In this paper, a consistent Robin boundary enforcement for heat transfer problem is proposed. Based on the Taylor series expansion, the Robin boundary condition for temperature is converted to the fitting function of internal rather than boundary particles and incorporated into least squares approach for discretization schemes. Arbitrary geometries can be easily treated due to the use of polygons for wall boundary. A convergence study was firstly carried out to verify the consistency. Then, numerical tests of 1-D and 2-D heat conduction problems subjected to mixed boundary conditions were performed for verification, and good agreements with theoretical solutions were observed. Natural convection problems with different boundary conditions in an annulus were carried out for further validations of heat-fluid coupling. Excellent agreements between the present and literature results were demonstrated.

坑道掘削時内空変位に基づく広域岩盤の初期地圧評価

亀村 勝美*; 青柳 和平; 名合 牧人*; 菅原 健太郎*; 松原 誠*

第14回岩の力学国内シンポジウム講演論文集(インターネット), 6 Pages, 2017/01

日本原子力研究開発機構が高レベル放射性廃棄物の地層処分技術開発として北海道幌延町で進めている幌延深地層研究計画は、平成12年度から開始された第1段階「地上からの調査研究」に引き続き、第2段階「坑道掘削(地下施設建設)時の調査研究」と第3段階「地下施設における調査研究」が実施されている。こうした地下施設の設計にあたっては、掘削対象の岩盤の力学特性は勿論、初期応力をいかに設定するかが重要であり、幌延においてもこれまでに、地上からのボーリング孔を用いた水平面内の初期地圧の評価や坑道掘削(地下施設建設)時に3深度に設けられた試験坑道における水圧破砕法による初期地圧の評価が行われている。今回深度350mの周回坑道掘削時の内空変位計測結果を用いて、数百m四方の岩盤の挙動を説明できる初期応力の推定を試みた。また、推定結果の精度をより高めるために岩盤の割れ目の発達状況を考慮して内空変位計測結果を評価し、検討を行った。その結果は、他の計測結果と整合しており、本解析手法の妥当性が確認された。

Estimation of longitudinal and transverse dispersivities in the Twin Lake natural gradient tracer tests

武田 聖司; Moltyaner, G. L.*

JAERI-Research 98-031, 28 Pages, 1998/06

JAERI-Research-98-031.pdf:1.29MB

カナダ原子力公社(AECL)チョークリバー研究所のTwin Lakeサイトにおいて、Iを用いたフィールド規模のトレーサー試験が実施された。地下水及び核種移行パラメータである流速、縦方向及び横方向分散長を40m規模のTwin Lakeトレーサー試験から評価した。これは、Lake233サイト規模(東西600m,南北1400m)の3次元移行モデルに必要な移行パラメータを推定するためである。流速、縦方向分散長の算定のために、実測された破過曲線に対し1次元移流-分散方程式の解を統計的手法である時間的モーメントの2種類の方法を適用した。推定された移行パラメータに対するこれらの方法の適用性について議論した。また、横方向分散長は3次元移流-分散方程式の解をIの鉛直方向の濃度分布に適用することにより求めた。試験エリア内では透水性の異なる地層が確認され、透水性の違いが、分散長に及ぼす影響について報告した。また、推定された縦方向及び横方向分散長を40mまでの移行距離との相関についても議論した。

Evaluation of delayed neutron data for thermal fission of U-235 based on integral experiments at semi-homogeneous experiment

金子 義彦; 秋濃 藤義; 山根 剛

Journal of Nuclear Science and Technology, 25(9), p.673 - 681, 1988/09

https://doi.org/10.3327/jnst.25.673

半均質臨界実験装置(SHE)の積分量に関する実験値と計算値との比較に基づいた間接測定により、Uの熱中性子核分裂に対する遅発中性子データの評価を行なった。評価に使用した積分量は、動特性パラメータ、燃料棒の反応度価値及び可燃性毒物棒の反応度価値である。実験値に対する計算値の比の、1から偏差の自乗和を最小にするという条件のもとで、実効遅発中性子分率eff及び遅発中性子先行核の崩壊定数の両者についてその最確値を決定した。その結果、effの最確値はkeepinの遅発中性子データセットを用いて得られる値よりもかなり大きいことがわかった。また、その最確値はENDF/B-IVよりもENDF/B-Vを用いた場合のeff値に近い。一方、の最確値とkeepinの熱中性子核分裂に対するの値との間には、実験の不確さ以上の有意な差は認められなかった。

Estimation of irradiation history of a spent fuel by gamma-ray spectroscopy

田坂 完二

Nuclear Technology, 29(2), p.239 - 248, 1976/02

https://doi.org/10.13182/NT76-A31583

使用済燃料の線スペクトルからその燃焼履歴を推定する方法が開発された。Ge(Li)検出器で測定した線スペクトルを標準スペクトル法により解析し、各フォトピークの面積から対応するFPの生成量を求める。燃焼履歴は各FPの生成量を再現するように最小2乗法により求められる。その為燃焼時間を数タイムステップに分割し、各タイムステップの各FPの生成に対する寄与率をあらかじめ求めておく。寄与率の計算はBatemanの式を繰返し使い解析的に行う。本方法はJRR-4で約4年間使用されたMTR型の燃料要素に適用され満足な結果が得られた。本方法は出力分布の時間変化の大きい発電炉の燃料要素の燃焼履歴の推定にも有効である。各燃料要素の燃焼履歴から燃焼度やFPの生成量などを求めることができる。解析結果の精度を向上する為には解析に使用する核データの精度の向上が必要である。

Analysis of LIBS spectra using the least-square method for two-dimensional distribution of simulated fuel debris

赤岡 克昭; 大場 正規; 宮部 昌文; 若井田 育夫

no journal, , 

For LIBS, which can measure two-dimensional composition distribution with a spatial resolution of several hundred micrometers, it is important to select the sets of interference-free spectrum. However, it is difficult to select such a set of spectra for nuclear fuel debris containing many heavy elements, such as uranium, which occurred at the accident at the TEPCO's Fukushima Daiichi Nuclear Power Plant. Therefore, in this presentation, we report the results of two-dimensional elemental composition measurements and analysis using the least-square method of GdO containing a small amount of HoO as simulated nuclear fuel debris using LIBS.