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適合細分化格子ボルツマン法による熱流動解析

Locally mesh-refined lattice Boltzmann method for thermal convective flows

小野寺 直幸; 井戸村 泰宏; Yussuf, A.*; 下川辺 隆史*

Onodera, Naoyuki; Idomura, Yasuhiro; Yussuf, A.*; Shimokawabe, Takashi*

福島第一原子力発電所の廃炉においては熱流動解析が重要なテーマの一つである。日本原子力研究開発機構(JAEA)では、非圧縮性Navier-Stokes方程式の解法であるJUPITERコードを用いて、デブリの空冷解析評価を行なっている。しかしながら、実機を対象とした解析の実施のためには、非常に多くの計算コストが必要となる。本研究では、GPUを用いた大規模計算に適した格子ボルツマン法に基づく熱流動解析手法であるCityLBMコードを構築している。本発表では、CityLBMコードによる自然対流実験との比較を示す。

A thermal flow analysis is one of important topics for decommissioning the TEPCO's Fukushima Daiichi Nuclear Power Station. Japan Atomic Energy Agency (JAEA) has been evaluating the air cooling performance of the fuel debris by using the JUPITER code, which is based on an incompressible fluid model on uniform Cartesian grids. However, the JUPITER code requires a large computational cost to capture complicated debris' structures at the actual scale. To accelerate such air cooling analyses, we use the CityLBM code, which is developed using a locally mesh refined lattice Boltzmann method (LBM) and is highly optimized for GPUs. The CityLBM code is validated against free convective heat transfer experiments at JAEA.

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