流動伝熱応力解析コードPEGASUSの開発(第3報)

谷川 雅之*; 渡士 克己; 今津 彰; 松岡 敏夫*

PNC TN9410 88-139, 151 Pages, 1988/08

PNC-TN9410-88-139.pdf:7.59MB

有限要素法による簡易流動伝熱応力解析コードPEGASUSの粘性流れを含む流動伝熱問題に対する適用性について検討を行った結果を報告する。粘性流れ問題に対する適用性を検討するための例題として,構造物強度確性試験施設(TTS)において熱過渡強度試験が実施された「もんじゅ」炉容器モデル供試体の他,基礎的な例題も含めて10題程度を設定した。これらの例題について解析を行い,理論解,実験値,他コードによる解析結果等との比較を行った。検討の結果,層流域の問題については充分な精度の解が得られること,乱流域の問題についても流体の物性値に適当な値を設定することにより近似的な解の得られることがわかった。また,「もんじゅ」炉容器モデル供試体の解析では,ホットシック初期に高温のナトリウムが逆流する現象に対し定性的な解の得られることが確認された。今後の課題としては,計算時間短縮のための解析技法の開発,乱流を近似するための物性値設定法の検討が考えられる。

Combined forced-free laminar heat transfer to a highly heated gas in a vertical annulus

橋本 憲吾*; 秋野 詔夫; 河村 洋

Int.J.Heat Mass Transfer, 29(1), p.145 - 151, 1986/00

https://doi.org/10.1016/0017-9310(86)90042-6

速度と温度の助走区間を含む強制・自由混合対流下での環状流路内層流熱伝達及び圧力損失の解析を、上向及び下向流れについて行った。加熱の条件としては、等壁温、等熱流束の2つの場合を検討した。解析にあたっては、境界層型ナビエ・ストークス方程式とエネルギー式を、流体の物性値変化を考慮しながら差分法で解いた。その結果、高温ガス炉などにおける高温高熱負荷条件下での混合対流特性が得られた。特に、物性値の温度依存性の効果は、流れの逆転を抑える方向に働くことが判った。

助走区間を含んだ拡大流路内層流熱伝達の解析; 純粋な外向き流が存在する場合の解

椎名 保顕

JAERI-M 9410, 21 Pages, 1981/03

JAERI-M-9410.pdf:0.64MB

拡大流炉内層流熱伝達を固有関数展開法を用いて解いた。流速分布はRosenheadやMillsaps-PohlhausenらによってJeffery-Hamel流として解析的に解かれている。拡大流においては、あるReynolds数と流路開き角に対して外向き流れ及び内向き流れが混在して存在するが、本解析ではそのような複雑な流れは除外し、純粋な外向き流れが存在する領域のみを取り扱った。熱伝達については、はじめ熱流束が1/rで変化する場合について解き、重ね合わせ法により熱流束がrで変化する場合の解を求めた。その結果によれば、q~1/rの場合は、ヌッセント数は熱流束一定の場合の平行平板層流熱伝達のヌッセルト数に比べると低く、Redが大きいと低下の度合が大きくなる。またq~rの場合には、=-1の値を境にして流路内温度分布、ヌッセルト数の振る舞いとも縮小流路内熱伝達の場合と逆の傾向を持っていることが分かった。