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Study on applicability of numerical simulation to evaluation of gas entrainment from free surface

自由表面からのガス巻込みに対する数値解析手法の適用性

伊藤 啓; 堺 公明; 大島 宏之

Ito, Kei; Sakai, Takaaki; Ohshima, Hiroyuki

ナトリウム冷却高速増殖炉における、自由表面渦によるガス巻込み現象に対する数値解析手法の適用性を調査するために、ガス巻込み基礎試験体系を対象とした数値解析を実施した。解析によって得られた流速分布や自由表面形状を試験結果と比較した結果、メッシュ解像度の不足によりガス巻込み現象そのものを正確に再現することはできなかったが、数値解析によって得られた、ガスコアの移流挙動や渦発生周期,渦の成長挙動は、試験結果と良い一致を示した。また、自由液位及び吸込み流速という、ガス巻込み現象関連パラメータを変化させた解析を実施した結果、液位が減少するほど、また、吸込み流速が増加するほど、ガス巻込み現象の発生が促進される傾向が得られた。これらの数値解析結果より、数値解析手法が、ガス巻込み現象に対して十分な適用性を有することが確認された。

An onset condition of gas entrainment (GE) due to free surface vortex has been studied to establish a high coolant velocity fast breeder reactor. In this research, to evaluate the applicability of the numerical simulation to the GE phenomena, numerical simulations were conducted on the basic experimental apparatus of the GE. As a result, traveling behavior of free surface dent, frequency of vortex generation and vortex growing behavior were accurately simulated, although the GE itself was not completely reproduced due to a lack of enough grid partition. In addition, several parameters, such as a free surface level and suction velocity, were numerically examined to evaluate their influence on the GE. The tendencies that lower free surface level or larger suction velocity enhance occurrence of the GE could be simulated. These simulation results implied that the numerical simulation method is enough applicable to the evaluation of the GE.

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