燃料棒溶融数値解析手法の開発,1; 溶融実験

Development of numerical method for fuel rod melting, 1; Experimental observation

古谷 正裕*; 永武 拓 ; 高瀬 和之; 吉田 啓之  ; 永瀬 文久 

Furuya, Masahiro*; Nagatake, Taku; Takase, Kazuyuki; Yoshida, Hiroyuki; Nagase, Fumihisa

原子炉の過酷事故時に燃料が溶融移動する過程は、燃料の分散挙動を把握するうえで重要である。溶融移動は、潜熱が与えられて出現した液相が重力などの体積力や外部の流体移動による剪断力を受け、一方で粘性力や表面張力により拘束される。対流熱伝達も顕著になり、流動と伝熱に影響を及ぼす動粘性係数が、融点近傍では温度に対して大きく変化するため、流動と伝熱が重畳する複雑現象となる。このような複雑に変化する界面を計算格子で捉える方法としてはVOF法やLevel Set法など数多くの手法が存在する。一方、Moving Particle Semi-implicit (MPS)法では粒子の集合として計算格子によらず界面を表現できる。著者らはMPS法のさらなる改良に向けた研究を実施している。本研究では開発する解析手法の妥当性を確認するために必要な実験データベースとして、円柱状の金属を一定温度に保持した空気雰囲気中に設置し、その溶融移動過程を三方向から観察した結果について示す。

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