Numerical simulation of two-phase bubbly flow in an upward vertical pipe by use of interface tracking method

界面追跡法による垂直管内上昇気泡流の数値解析

Jiao, L.; 吉田 啓之  ; 高瀬 和之

Jiao, L.; Yoshida, Hiroyuki; Takase, Kazuyuki

原子力機構で開発中の界面追跡法による二相流解析コードTPFITの適用性評価の一環として、既存の垂直管内上昇気泡流の数値解析を行い、界面形状や速度分布について、実験と比較した結果を示す。本研究では、Lucasらの気泡流実験の条件をもとに3次元等温流解析を行った。解析体系は長さ3m, 内径51.2mmの円管流路で、流れは垂直上向きである。作動流体である水と空気は流路下端から流入する。ここで、空気は直径0.8mmのノズル6個を介して流路内に供給され、気泡が模擬される。一連の計算結果をもとに、流れ方向に発達する気泡流の挙動の傾向を数値に予測できることを明らかにした。

In Japan Atomic Energy Agency, the detailed two-phase flow analysis code TPFIT has been developed to simulate and evaluate two-phase flow characteristics in nuclear systems. In this study, a numerical simulation of bubbly flow in a vertical circular pipe was performed to validate the applicability of TPFIT code on bubbly flow simulation. By checking bubble distribution development in the flow direction, the calculation of the forces acting on bubbles was validated through comparing simulation results and experimental results from Lucas et al. (2005), who used wire-mesh sensor to obtain a high resolution of the gas fraction data in space as well as in time.