炉心燃料集合体内大規模二相流シミュレーション

Large-scale two-phase flow simulations in fuel bundles of nuclear reactors

高瀬 和之; 吉田 啓之  

Takase, Kazuyuki; Yoshida, Hiroyuki

計算機性能の飛躍的な発展とともに、スーパーコンピュータを利用して相変化や流動遷移などの複雑な過渡現象を含む二相流挙動を直接的に解析する手法の開発が行われている。著者らは、実規模試験を実施することなく、シミュレーションを主体とした機構論的な原子炉熱設計手法を確立し、効率的な新型炉開発の実現を図ることを目的として、過渡的な気液界面構造を直接とらえることができる界面追跡法を利用した二相流直接解析手法の開発を行っている。このようなDesign by Analysisの概念を原子炉設計に反映することによって、開発期間の短縮や大幅なコストダウンが期待できる。また、実験的検証が容易でない二相流熱流動現象を正確に把握できるため、炉心成立性評価における予測精度を従来よりも大きく向上できる。本報では、低減速軽水炉開発にあたり行ってきた一連の大規模二相流シミュレーションの成果について計算科学技術分野の専門家に紹介する。

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