不均質多孔質溶媒中の物質移動解析手法に関する研究(2)(成果報告書)

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北村 正史*

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不均質多孔質媒体中の核種移行は、しばしば、チャンネリングやフィックの法則に従わない分散挙動といった複雑なふるまいをみせる。これは、この様な系では微視的な流速分布が決して均一あるいは正規分布の様な理想的なものとはならないためである。これらの挙動は、核種移行についての最も速い経路を規定し、このため当該領域の周辺への核種放出率を支配するものとなり得る。つまり、性能評価研究の観点からは、これらの「平均からずれた」核種挙動を定量的に取り扱うことが極めて重要となる。本研究では、昨年度に引き続き、統計的に自己アファインなフラクタル理論に基づき岩体中の不均質性とこれが核種移行挙動に及ぼす影響についての検討を行った。今年度は、まず、既存のAFFINITY-2Dコードに対して幾つかの改良を施したMACRO-AFFINITYコードを作成した。MACRO-AFFINITYコードでは、AFFINITY-2Dコードで個々に独立した形で用いられていた各モジューニを統合化することによって、プログラムの詳細に係る技巧的な部分に煩わされることなく一連の解析が効率的に実行可能となった。また、AVS(Advanced Visualisation System)の利用により、計算経過をリアルタイムで見ることのできるグラフィカルユーザーインターフェイスが整備された。更に、作成されたMACRO-AFFINITYコードを用いて次の様な検討を行った。(i)非等方的なフラクタル透水係数場の作成方法(ii)不均質多孔質媒体中物質移動試験の結果との比較(iii)東濃サイトの透水係数のデータとの比較によるフラクタルスケール則の検証(iv)線型あるいは非線型の吸着、及びコロイド移行を考慮することのできるパーティクルトラッキングアルゴリズム(v)ニアフィールド母岩中の核種移行挙動のシミュレーション

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