Direct numerical simulation on fluid flow characteristics in a tight-lattice fuel bundle

グリッドスペーサ付き稠密燃料集合体内の流動特性に関する直接数値シミュレーション

吉田 啓之  ; 高瀬 和之; 小瀬 裕男*; 玉井 秀定; 秋本 肇

Yoshida, Hiroyuki; Takase, Kazuyuki; Ose, Yasuo*; Tamai, Hidesada; Akimoto, Hajime

低減速軽水炉の燃料集合体をフルサイズで模擬した体系で、稠密炉心内の二相流挙動を大規模シミュレーションによって解明することを目的として、地球シミュレータを利用した二相流直接解析を行っている。燃料集合体の解析には従来からサブチャンネル解析コードが利用されているが、実験結果に基づく構成式を必要とする。したがって、本研究対象である1mm程度の狭隘流路における二相流データが存在しない場合には、高精度の予測は困難である。そこで、筆者らは実験データを必要としない直接解析手法を燃料集合体内二相流解析に適用した。今回、予備的に実施した非加熱等温流条件下における大規模シミュレーションの結果、稠密燃料集合体内の流速,ボイド率等の3次元分布を直接解析によって定量評価できる見通しが得られた。また、等温二相流条件の解析結果から、燃料棒に沿って流れ方向に進行する高ボイド域の存在が予測された。今後、大型熱特性試験データをもとに詳細な検証を行う考えである。

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