燃焼速度モデルを用いた水素火炎伝播のCFD解析

CFD analysis of hydrogen flame propagation with burning velocity models

茂木 孝介  ; Trianti, N.; 松本 俊慶 ; 杉山 智之 ; 丸山 結 

Motegi, Kosuke; Trianti, N.; Matsumoto, Toshinori; Sugiyama, Tomoyuki; Maruyama, Yu

原子炉シビアアクシデント時には、高温になったジルコニウムと水蒸気の化学反応により、大量の水素が発生する。事故時の水素安全対策の向上は重要な課題であり、福島第一原子力発電所事故における水素爆発の発生以降、さらなる関心を集めている。数値流体力学による水素燃焼解析は事故シナリオ予測, 現象解明, 評価モデル構築を詳細に行うツールとして期待されているが、信頼性のある定量予測は現時点でも困難な課題である。本研究ではMITHYGENEプロジェクトで実施されたENACCEF2実験を対象とし、燃焼速度モデルの比較検討を試みた。燃焼の初期段階は基準状態における層流燃焼速度に大きく影響を受ける。一方で燃焼の後半は圧力依存性の重要度が増す。実験を再現するためには、層流燃焼速度に圧力依存性を適切に取り込む必要があることが分かった。計算した火炎伝播は、実験結果を定性的に良く再現した。

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