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Study on turbulent modeling in gas entrainment evaluation method

ガス巻込み評価手法の乱流モデルに関する研究

伊藤 啓; 大島 宏之; 今井 康友*

Ito, Kei; Ohshima, Hiroyuki; Imai, Yasutomo*

ナトリウム冷却大型高速炉の設計研究において、自由液面渦によって誘起されるガス巻込み現象を抑制することが重要である。しかし、ガス巻込み現象の非線形性や局所性のため、ガス巻込み発生を正確に予測するのは簡単ではない。このため、著者らは、非線形性や局所性を考慮できる数値解析に基づく評価手法の構築を進めている。本研究では、ガス巻込み現象の評価精度向上のため、乱流渦モデルを開発し、基礎実験におけるガスコア長さを評価対象として検証を行う。改良したガス巻込み評価手法によって求められたガスコア長さは、従来の評価結果よりも短いものとなり、実験結果に近づいた。

In the design study on a large-scale sodium-cooled fast reactor in Japan (JSFR), the suppression of gas entrainment (GE) phenomena caused by free surface vortices are very important. However, due to the non-linearity and/or locality of the GE phenomena, it is not easy to evaluate the occurrences of the GE phenomena accurately. Therefore, the authors are developing a CFD-based evaluation method in which the non-linearity and locality of the GE phenomena can be considered. In this study, the authors develop a turbulent vortex model to evaluate the GE phenomena more accurately. Then, the improved GE evaluation method with the turbulent viscosity model is validated by analyzing the GC lengths observed in a simple experiment. The evaluation results show that the GC lengths analyzed by the improved method are shorter in comparison to the original method, and give better agreement with the experimental data.

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