Numerical simulation of thermal striping phenomena in T-junction piping system using large eddy simulation

LESアプローチによるT字合流配管部の数値解析

田中 正暁  ; 大島 宏之; 文字 秀明*

Tanaka, Masaaki; Ohshima, Hiroyuki; Monji, Hideaki*

サーマルストライピング現象を対象として、熱流動場と構造材内温度場を一貫して解析する数値解析コードを開発している。本コードは、複雑形状に対応すべく境界適合座標系を使用しており、乱流モデルとしてはLESを採用している。また、数値誤差の伝搬による温度振動解を抑制する機構を組み込むとともに、圧力解法についても行列解法の一つであるBiCGSTAB法をベースとしてSOR法を組み込んだ新しい解法を開発した。これらにより、安定かつ合理的な計算負荷で過渡計算を可能とした。本コードの検証として、既往のT字合流配管体系水試験を対象とした解析を実施し、コードの妥当性を確認した。

In Japan Atomic Energy Agency (JAEA), a numerical simulation program "MUGTHES (MUlti Geometry simulation code for THErmal-hydraulic and Structure heat conduction analysis in boundary fitted coordinate)" has been developed to evaluate thermal striping phenomena. MUGTHES can deal with three-dimensional transient thermal-hydraulic problem coupled with three-dimensional transient heat conduction in the surrounding structure in consideration of conjugated heat transfer. In this paper, numerical schemes for thermal-hydraulic simulation employed in MUGTHES are described including LES model. As the validation of MUGTHES, a numerical simulation of thermal striping phenomena in a T-junction piping system was conducted. The results were in good agreement with the experimental data.