Study on fluid mixing phenomena for evalution of thermal striping in a mixing tee

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五十嵐 実; 田中 正暁  ; 木村 暢之; 上出 英樹 

not registered; Tanaka, Masaaki; Kimura, Nobuyuki; Kamide, Hideki

高サイクル熱疲労の研究は、高速炉における構造健全性の観点で重要である。サイクル機構では高速炉における熱疲労評価手法を確立するために種々の実験及び解析コードの整備を実施している。本報は、T字管水試験による温度・速度場の結果及び直接シミュレーション(DNS)による実験解析の結果について報告する。水試験による温度分布計測の結果から温度変動強度の高い位置には温度変動に卓越周波数が存在することがわかった。また、流速分布計測の結果から、この温度変動の卓越周波数は枝配管噴流の後流域に生成される2つの渦に起因していることがわかった。DNSによる解析では、実験で得られた温度・速度場及び温度変動の原因である2つの渦も良好に再現することができた。

Research of high cycle thermal fatigue is significant for the safety of a fast reactor. In Japan Nuclear Cycle Development Institute, several experiments and the improvement of the analysis methods have been carried out to construct an evaluation rule of high cycle thermal fatigue. In this study, fluid temperature and flow velocity distributions were measured and direct numerical simulation (DNS) code was applied to understand mixing phenomena. From the experimental results, a prominent frequency of temperature fluctuation was observed just down stream from the branch pipe where temperature fluctuation intensity was also large. The velocity measurement showed that the vortices were generated in the wake region behind the branch pipe jet. This vortex was correlated with prominent frequency of the temperature fluctuation. The temperature and velocity field and the two vortices in the wake region were reproduced by DNS.