キャビテーション損傷進展挙動に及ぼす入力強度の影響に関する検討

Study on cavitation damage evolution influenced by input power

涌井 隆  ; 高岸 洋一*; 二川 正敏  

Wakui, Takashi; Takagishi, Yoichi*; Futakawa, Masatoshi

キャビテーション損傷は、高強度パルス中性子源の水銀ターゲット容器の構造耐久性を予測する上で重要な因子の1つである。水銀ターゲット容器の運転条件を模擬した入力強度でのピット形状の数値解析と基礎実験の比較に基づいて、キャビテーション気泡の崩壊は、衝撃速度160200m/sのマクロジェットが発生し、衝撃圧力34GPaが負荷していることが推定された。また、キャビテーション気泡の攻撃性、成長した気泡の最大径の分布及び水銀中の気泡の空間的分布を考慮すると、入力強度のおよそ4乗に比例することが統計的に理解することができた。

Cavitation damage is one of crucial issues to predict the structural endurability of the mercury targets for highly intensive pulsed neutron sources. Based on the comparison with numerical simulation on the pit shape and results of the basic test, the cavitation bubble collapsing was assumed to be resulted in the micro jet with the impact velocity of 160-200 m/s, imposing then impact pressure of 3-4 GPa at the input power simulating the operation condition in the mercury targets. It was statistically understandable that cavitation damage evolution was proportional to 4th power of the input power approximately, as taking the aggressivity of cavitation bubbles, the distribution of the maximum diameter of grown bubbles and the space of distribution of bubbles in the mercury into account.