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Unsteady hydraulic characteristics in pipe with elbow under high Reynolds condition

高レイノルズ数におけるエルボ付き円管内の非定常流動構造

小野 綾子; 木村 暢之; 上出 英樹; 飛田 昭

Ono, Ayako; Kimura, Nobuyuki; Kamide, Hideki; Tobita, Akira

アドバンストループ型高速炉は、ループ数削減に伴い、従来設計に比べて一次冷却系配管の口径が大型化し、管内流速も増加する設計となるため、エルボ曲がり部での流れの偏りに起因する流体励起振動の発生が懸念されている。流体励起振動のメカニズム把握するためには、エルボ内の流動構造と流動変動によって生じる圧力変動特性を把握する必要がある。本研究では、エルボ内の非定常流動構造を明らかにするために高速PIVにより流速場計測を行うとともに、圧力センサを用いエルボ腹側壁面での圧力変動計測を行った。曲率比をパラメタとすることで流体剥離の程度を変化させ、剥離域の形成が壁面圧力変動に及ぼす影響を調べた。その結果、剥離域が形成されると再付着点近傍において、その揺動に対応した周期的な圧力変動が生じること、二次流れの腹側への流入が剥離域近傍の流動変動の周期に影響を及ぼすことがわかった。

In the design of Japan Sodium-cooled Fast Reactor (JSFR), the flow-induced vibration (FIV) has been studied for the large-diameter hot-leg pipe with a short-elbow. The FIV will be a phenomenon caused by the pressure fluctuation in the pipe. In this study, for the purpose of clarification of FIV mechanism, the velocity and pressure fluctuations in the elbow pipe were measured. It was found that the pressure fluctuation on the wall with elbow was closely related with the movement of separation region formed near the elbow outlet.

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