燃料ピンバンドル変形解析コード"BAMBOO"への摩擦モデルの導入

Introduce of friction model into fuel pin bundle deformation analysis code "BAMBOO"

上羽 智之 ; 伊藤 昌弘*; 石谷 行生*

Uwaba, Tomoyuki; Ito, Masahiro*; Ishitani, Ikuo*

日本原子力研究開発機構で開発しているBAMBOOコードは、高速炉用のワイヤスペーサ型炉心燃料集合体における燃料ピンバンドルの変形を解析するコードである。本研究では、燃料ピンとダクトとの相互作用により生じた隣接する燃料ピン同士や最外周の燃料ピンとダクトとの接触部に対して摩擦を考慮するモデルを開発した。これは、BAMBOOの接触・分離解析の中で摩擦力を考慮するモデルであり、摩擦が生じた場合に解析が数値的に不安定になる状況を避けるため、収束計算によって摩擦力を徐々に変化させていき確定するようにした。モデルの解析機能確認の結果、現実的な摩擦係数を適用した場合、ピン-ダクト接触時期やピンバンドル内の変位の方向について摩擦の影響が僅かに認められた。

The BAMBOO code developed by the Japan Atomic Energy Agency is a computer code to analyze fuel pin bundle deformation in a fast reactor wire-spaced type fuel pin bundle subassembly. In this study we developed an analysis model to consider friction at the contact points between adjacent fuel pins, and at these between outermost fuel pins and a duct that are due to bundle-duct interaction. This model deals with friction forces at contact points in the contact and separation analysis of the code, and employs a convergent calculation where contact forces are gradually determined to avoid numerical instability when the friction occurs. Analyses of BAMBOO with the model showed very slight effects on the onset of contact between outer most pins and a duct, and on directions of pin displacements, within the range of practical friction coefficients.