流動伝熱応力解析コードPEGASUSの開発(第3報)

Development of thermo-hydraulic-stress analysis code PEGASUS (3)

谷川 雅之*; 渡士 克己; 今津 彰; 松岡 敏夫*

not registered; not registered; Imazu, Akira; not registered

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。

A simplified thermo-hydraulic-stress analysis code PEGASUS was verified in its applicability to viscous flow examples. The "MONJU" reactor vessel model tested at "Thermal Transient Test Facility for Structures (TTS)" was selected as one of the examples. Other nine examples including basic and practical ones were also analyzed.verification of PEGASUS code was performed comparing the results from PEGASUS code with those from theoretical solutions, experimental data, and the other codes. Results obtained from the comparison are as follows. PEGASUS code gives accurate solutions for laminar viscous flow, and approximate solutions for turbulent viscous flow with adequate value of eddy diffusivity of momentum. In the example of the "MONJU" reactor vessel model the counter flow of hot sodium caused by its buoyancy was found to be analyzed qualitatively. The future problems found in this study are that viscous flow analysis needs much CPU time for the calculation and includes complexity to determine the appropriate fluid properties for turbulent flow.