Current status and future direction of full-scale vibration simulator for entire nuclear power plants

原子力施設の耐震評価のための実大仮想振動台における現状と今後の方向性

鵜沢 憲; 渡辺 正; 西田 明美  ; 鈴木 喜雄   ; 武宮 博

Uzawa, Ken; Watanabe, Tadashi; Nishida, Akemi; Suzuki, Yoshio; Takemiya, Hiroshi

システム計算科学センターでは、原子力施設の安全・安心を担保するため、計算機内に振動実験台を構築し、原子力施設の全容シミュレーションを可能とする技術(3次元仮想振動台)の研究開発に取り組んでいる。これまで、3次元仮想振動台実現のための要素技術の一つとして組立構造解析法を提案してきた。本技術の応用研究として、大洗研究開発センターの高温工学試験炉HTTR構造の大規模振動解析に適用し、課題解決に寄与することができた。また、科学技術振興機構が推進するCRESTプロジェクトにおいて、原子力施設の地震耐力予測シミュレーションを可能とする計算機環境の構築に寄与した。また、平成23年度より、3次元仮想振動台実現のための要素技術の一つとして流体解析技術の研究開発を開始した。原子力施設の運転に障害をもたらす可能性のあるスロッシングへの地震の影響を確認するため、スロッシングの特性を分析可能な気液二相乱流モデルの提案を行った。また、流体が構造に与える影響をより精緻に評価するためには、乱流の効果を考慮する必要がある可能性を示唆した。

The Center for Computational Science and E-systems (CCSE) has been promoting researches and developments for the full-scale 3D vibration simulator of an entire nuclear power plant, which is a virtual plant vibration simulator on inter-connected supercomputers. Application example of the vibration simulator to High Temperature Engineering Test Reactor (HTTR) and recent progress of collaborative work for JST-CREST program "Multiscale and multiphysics earthquake-proof simulation" are shown. This year, we started to implement the analysis capability of fluid effects to the vibration simulator. We have presented a two-phase flow model for analyzing a sloshing and suggested importance of turbulent effect to estimate the flow impact on the structure more precisely.