単相多次元熱流動解析コード-AQUA-数値計算説明書

A Single-phase multi-dimensional thermal-hydraulie analysis code AQUA; The Description of the numerics

村松 寿晴; 前川 勇*; 松本 雅彦*

Muramatsu, Toshiharu; Maekawa, I.*; not registered

高速炉プラントにおける炉容器、あるいは大型機器内の多次元熱流動解析手法の確率を目的として単相次元熱流動解析コードAQUAを開発した。本コードは、1983年、米国アルゴンヌ国立研究所より導入したCOMMIX-1Aを基本に、実験検証ならびに大幅な数値計算法の改良・整備、機能の拡張、新たな機能の追加の結果を反映して、総合化された汎用多次元コードである。本コードの、COMMIX-1Aの無い主な特徴は次の通りである。① 対流項の離散化手法として、空間に2次の正確度をもつQUICK法、QUICK-FRAM法を採用した。この結果、従来より解の劣化の大きな原因となっていた数値拡散を防止することを可能にした。② 最も計算時間のかかる圧力に関するボアソン方程式の解法として、ICCG法を使用し、従来に比べ約2倍の高速化を達成した。③ 乱流モデルとしてk-2方程式モデルを採用し、解析精度、適用範囲の向上を計った。

A single-phase multi-dimensional thermal-hydraulic analysis code AQUA has been developed to establish an analytical tool for the thermal-hydraulics in a reactor and the other main components of a LMFBR. AQUA is based on the reconstruction of COMMIX-1A, introduced from ANL in 1983, which ranges from the improvements of numerics to the implementation of new functions. Main features of AQUA different from COMMIX-1A are as follows: (1)the QUICK and the QUICK-FRAM schemes are used as the discretization methods of the convection terms of transport equations. These schemes are of second-order accuracy in space and effective for the suppression of the numerical diffusion. (2)the ICCG method is implemented as the fast elliptic solver and is the alternative of the conventional P-SOR method. The computational time can be generally saved about a half of the time needed with latter method. (3)the k- turbulence model is used. This report describes the datails of the numerics of AQUA.