Analysis of gas entrainment phenomenon from free liquid surface for a sodium-cooled fast reactor design (Velocity profile and Strouhal number in a flow field)

ナトリウム冷却高速炉の自由液面ガス巻込みに関する解析研究(流れ場における速度分布とストローハル数)

内田 真緒*; 堺 公明*; 江連 俊樹 ; 田中 正暁  

Uchida, Mao*; Sakai, Takaaki*; Ezure, Toshiki; Tanaka, Masaaki

ナトリウム冷却高速炉の自由表面部におけるガス巻込み現象の発生予測を目的として、数値解析に基づく評価方法の開発を進めている。本研究では、水洞内に発生する移動渦に伴うガス巻込みを対象とした実験を実施すると共に、同体系において数値流体力学コードを使用した数値解析を実施した。その上で、CFD計算の評価精度を検討するため、渦周波数に関するストローハル数と流速分布について、実験結果と数値解析結果の比較を行った。その結果、数値解析で得られた渦周波数のストローハル数は、実験結果とよく一致することを示した。

An evaluation method based on numerical analyses has been developed to predict occurrences gas entrainment phenomena at a free surface in a sodium-cooled fast reactor. In this study, experiments were conducted for gas entrainments due to drifting free surface vortexes observed in a circulating water tunnel geometry. Numerical analyses were also conducted in the same geometry using a computational fluid dynamics (CFD) code. Then, Strouhal numbers of vortex frequency and detailed flow velocity profiles were compared between experimental results and numerical results to clarify the evaluation accuracy of CFD calculation. As the results, the Strouhal numbers of the vortex frequency obtained from numerical analyses showed good agreement with the experimental data.