多断面PIVおよび3D-LIF法を用いた界面せん断応力およびジェット界面形状の同時計測

Simultaneous measurement of interfacial shear stress and jet shape using multi-sectional PIV and the 3D-LIF method

柾木 直人*; 堀口 直樹   ; 金子 暁子*; 吉田 啓之  

Masaki, Naoto*; Horiguchi, Naoki; Kaneko, Akiko*; Yoshida, Hiroyuki

軽水炉のシビアアクシデント時には、溶融した燃料がジェット状となって水中に侵入し、微粒化して床面に堆積する可能性がある。微粒化は堆積状況の推定に重要であり、この微粒化過程におけるジェットの界面形状と界面せん断応力の相互関係の解明が課題である。これに対し、3D-LIF法とPIVを組み合わせることで、界面形状と界面せん断応力の同時計測手法を開発してきた。しかし、三次元界面形状を持つ円柱ジェットに対して本手法を適用したが、ジェット中心にPIVの断面を正確に配置することがさらなる課題となった。本報告では、これら課題を解決するために、3D-LIF法と多断面でのPIVを用いた同時計測によって、三次元界面形状と多断面の界面せん断応力を取得した結果について述べる。

During a severe accident in a light water reactor, molten fuel can enter a water pool with atomization and accumulate as debris on the floor. Atomization is important to estimate debris sedimentation, and the interrelationship between interfacial shear stress and jet shape is a key aspect of the atomization process. To investigate this interrelationship, we have developed a simultaneous measurement method for interfacial shear stress and jet shape. However, this method was adapted to a cylindrical jet with a three-dimensional shape, and the positioning of a cross-section for PIV at the jet center was an additional issue. In this presentation, to solve these issues, we will show the result of obtaining interfacial shear stresses in cross-sections with a three-dimensional interfacial shape by simultaneous measurement using multi-sectional PIV and the 3D-LIF method.