熱過度応力解析へのGreen関数法の適用範囲の拡張(1)-流速変化を伴う2流体に対する応答のGreen関数による記述-

Extension of application spread of green function method to thermal transient stress analysis(1); Responsive stress to two themal fluids of varying flow-rate

田中 良彦; 細貝 広視*; 古橋 一郎*; 笠原 直人

not registered; Hosogai, Hiromi*; Furuhashi, Ichiro*; kasahara, Naoto

高速炉機器の流動-構造解析を統合して行うことにより、設計作業を合理化しうるツールとして、熱過渡応力リアルタイムシステムシミュレーシコードPARTS(Program for Arbitrary Real Time Simulation)の開発が進められている。PARTSは多様な設計条件に対する流動解析と構造解析を一括して実しするツールであることから、解析手法は高速であることが必須となる。現状、応力解析の手法としてはGreen関数法が有望と考えられる。Green関数法は、構造物中に発生する過渡熱応力を冷却材のステップ温度変化に対する応答の畳み込み積分という形で算出する手法であり、有限要素法よりも短時間での計算が可能である。これまでGreen関数法は熱伝達率一定で接する1種類の流体に対する応答を記述するために適用されてきた。本報では、熱伝達係数が変化する2種類の流体に適用できるようにGreen関数法を拡張し、円筒(内面:1次冷却材と接触、外面:2次冷却材と接触、熱伝達率:想定事象後の冷却材流量に応じて変化)への適用性を確認した。

PARTS, Program for Arbitrary Real Time Simulation is being developed: it is expected to make great contribution to fast reactor components' designing work by enabling integration of thermal hydraulic and structural analysis. Since PARTS is a tool to perform the integrated thermal hydraulic-structural analysis under various conditions, it needs to calculate rapidly. At the point, the Green function method seems to be the most Promising stress analysis procedure for PARTS. The Green function method figures out thermal transient stress arising in structures in the form of convolute integration corresponding to fluids' step temperature changes. It is expected to calculate faster than Finite Elemental Method. Hitherto, the Green function method has been used to describe the response to sole thermal fluid with a constant heat transfer coefficient. In this report, the Green function method is extended to cope with a cylinder touching two thermal fluids with variable heat transfer coefficients (inside and outside surfaces contacting with primary and secondary coolants respectively) and is confirmed to be sufficiently applicable to such condition.