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A Simplified method for evaluating sloshing impact pressure on a flat roof based on Wagner's theory

Wagner理論に基づく平天井へのスロッシング衝撃圧の簡易評価手法

高屋 茂; 藤崎 竜也*

Takaya, Shigeru; Fujisaki, Tatsuya*

ナトリウム冷却高速炉の主要機器には自由液面を有するものがあり、地震時のスロッシングを設計上考慮する必要がある。極めて厳しい地震条件では、スロッシング波が天井部に到達することも考えられるが、現時点で平天井に関するスロッシング衝撃圧の評価法は確立されていない。そこで、本論文では、静水面に落下する楔にかかる衝撃圧の評価法としてよく知られるWagner理論に着目し、仮想楔を用いた平天井に関するスロッシング衝撃圧の評価法を新たに提案した。CFD解析を実施し、Wagner理論の重要な前提が、天井に関するスロッシング衝撃圧の評価においても妥当であることを確認した後、スロッシング試験の公開文献を用いて、提案手法の有効性について検討した。

In severe seismic conditions, sloshing waves are considered to even reach a roof slab of a reactor vessel. The structural integrity of roof slabs is required to be evaluated against sloshing impacts. However, there is no widely recognized evaluation method for sloshing impact pressure on flat roofs yet. Therefore, in this paper, a simplified evaluation method is proposed based on Wagner's theory, which is a well-known classic theory for evaluating impact pressures on rigid wedges dropping on water surfaces. In the proposed method, we assume an equivalent wedge on a flat roof. The impact pressure on the equivalent wedge is evaluated by applying Wagner's theory. Computational fluid dynamics analysis is conducted to confirm that a key assumption of Wagner's theory is applicable to the evaluation of sloshing impact on a flat roof. In addition, the predictability of the proposed method is investigated by comparing literature data of sloshing experiments with the estimated values.

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