高速炉におけるガス巻込み現象の防止基準,1; 数値解析によるガス巻込み現象再現精度の検証

Standard for prevention of gas entrainment phenomena in fast reactors, 1; Validations of CFD methods for reproducibilities of gas entrainment phenomena

大島 宏之; 田中 伸厚*; 江口 譲*; 西村 元彦*; 功刀 資彰*; 内堀 昭寛 ; 伊藤 啓; 堺 公明

Ohshima, Hiroyuki; Tanaka, Nobuatsu*; Eguchi, Yuzuru*; Nishimura, Motohiko*; Kunugi, Tomoaki*; Uchibori, Akihiro; Ito, Kei; Sakai, Takaaki

ナトリウム冷却高速炉の安定運転において、自由表面渦によるガス巻込みの防止が重要であるため、著者らはCFDに基づくガス巻込み評価手法の開発を行っている。本研究では、ガス巻込み解析を行うためのCFD手法に関する検討を行った結果、ガス巻込み現象の適切な数値解析を行うためには、十分な格子解像度、高精度離散化手法、過度に渦を減衰させない乱流モデルなどが必要であることを明らかにした。

It is of importance for stable operations of sodium-cooled fast reactors (SFRs) to prevent gas entrainment (GE) phenomena due to free surface vortices. Therefore, the authors have been developing an evaluation method for GE based on computational fluid dynamics (CFD) methods. In this study, we determine the suitable CFD method for GE phenomena from several candidates through some numerical benchmarks. As the results, we obtain the following guideline for the vortex-induced gas entrainment. Free vortex flow around the vortex core can be correctly evaluated by using the appropriate numerical models such as enough mesh resolution, suitable advection solver, suitable turbulence and free surface modeling.