Benchmark problems on thermal striping evaluation of FAENA and TIFFSS sodium experiments

FAENAとTIFFSSナトリウム試験データを用いたサーマルストライピングベンチマーク問題

笠原 直人; Lejeail, V.*

kasahara, Naoto; Lejeail, V.*

流体温度ゆらぎによる構造物の熱疲労現象は熱流動と構造の両分野に亘る複雑な問題であり、従来その評価にはナトリウムモックアップテストが必要であった。本問題に対する解析による設計法を確立するため、CEAとJNCは評価法の開発を行ってきている。流体温度ゆらぎに対する構造健全性に対して、流体から構造への伝達過程で生じる温度ゆらぎの減衰作用が重要な役割を果たすことが知られている。その減衰の大きさは周波数に依存することから、評価法検証のために周波数制御ナトリウム試験データを用いたベンチマーク問題を計画した。一つはCEAから出題されたもので、温度が周波数制御された平行流を受ける管と平板の温度および疲労評価に関する問題である。もう一つのJNC出題の問題は、周波数制御された垂直ジェットを受ける平板の評価に関するものである。本報告書は両者の実験の詳細を説明し、ベンチマーク問題を定義する。尚、本内容は1999年9月から2000年8月までの期間にCEAカダラッシュ研究所にて実施した業務の一部である。

Since thermal striping is a coupled thermohydraulic and thermomechanical phenomenon, sodium mock-up tests were usually required to confirm structural integrity. CEA and JNC have devdoped evaluation procedures of thermal striping to establish design-by-analysis methodology for this phenomenon. Attenuation of temperature and stress amplitude was one of the most important factors in the integrity assessment. Since this attenuation depends on frequencies of temperature fluctuation, benchmark problems based on frequency control tests were planned to confirm above procedures. One of benchmarks Provided by CEA is temperature and fatigue evaluation of tubes and plates due to channel flows. Another problem from JNC is the same evaluation of plates subjected to vertical jets. This report explains details of both experiments and defines the benchmark problems.