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内堀 昭寛; 渡部 晃*; 高田 孝; 大島 宏之
Nuclear Technology, 205(1-2), p.119 - 127, 2019/01
被引用回数：3 パーセンタイル：31.36(Nuclear Science & Technology)ナトリウム冷却高速炉の蒸気発生器におけるナトリウム-水反応現象を評価するため、圧縮性多成分多相流及びNa-水化学反応を対象とした数値解析コードSERAPHIMを開発している。従来のSERAPHIMコードは差分法を用いているが、本研究では、伝熱管の存在する複雑形状領域に対して解析精度を向上することを目的に非構造格子に対応した解析手法を開発した。解析手法妥当性確認の一環として不足膨張噴流実験の解析を実施した結果、解析結果における圧力分布やマッハディスクの形成位置が実験結果と一致する結果を得た。また、Na中へ水蒸気が噴出する現象を対象とした解析を実施し、実現象に対する適用性を確認した。
内堀 昭寛; 渡部 晃*; 高田 孝; 大島 宏之
Journal of Nuclear Science and Technology, 54(10), p.1036 - 1045, 2017/10
被引用回数：5 パーセンタイル：44.07(Nuclear Science & Technology)ナトリウム冷却高速炉の蒸気発生器におけるナトリウム-水反応現象を評価するため、圧縮性多成分多相流及びNa-水化学反応を対象とした数値解析コードSERAPHIMを開発している。従来のSERAPHIMコードは差分法を用いているが、本研究では、伝熱管の存在する複雑形状領域に対して解析精度を向上することを目的に非構造格子に対応した解析手法を開発した。解析手法妥当性確認の一環として不足膨張噴流実験の解析を実施した結果、解析結果における圧力分布が実験結果と一致する結果を得た。また、Na中へ水蒸気が噴出する現象を対象とした解析を実施し、実現象に対する適用性を確認した。構造格子及び非構造格子を用いた解析から、非構造格子を適用することの効果についても確認した。
内堀 昭寛; 高田 孝; 大島 宏之; 渡部 晃*
Proceedings of 17th International Topical Meeting on Nuclear Reactor Thermal Hydraulics (NURETH-17) (USB Flash Drive), 12 Pages, 2017/09
ナトリウム冷却高速炉の蒸気発生器におけるナトリウム-水反応現象を評価するため、圧縮性多成分多相流及びNa-水化学反応を対象とした数値解析コードSERAPHIMを開発している。従来のSERAPHIMコードは差分法を用いているが、本研究では、伝熱管の存在する複雑形状領域に対して解析精度を向上することを目的に非構造格子に対応した解析手法を開発した。解析手法妥当性確認の一環として不足膨張噴流実験の解析を実施した結果、解析結果における圧力分布やマッハディスクの形成位置が実験結果と一致する結果を得た。また、Na中へ水蒸気が噴出する現象を対象とした解析を実施し、実現象に対する適用性を確認した。
伊藤 啓; 功刀 資彰*; 大野 修司; 上出 英樹; 大島 宏之
Journal of Computational Physics, 273, p.38 - 53, 2014/09
被引用回数：17 パーセンタイル：70.94(Computer Science, Interdisciplinary Applications)In the volume-of-fluid algorithm, the calculations of the interface normal and curvature are crucially important for accurately simulating interfacial flows. In this paper, the authors develop a height function method that works appropriately on an unstructured grid. In the process, the definition of the height function is discussed, and the high-precision calculation method of the interface normal is developed to meet the necessary condition for a second-order method. The curvature calculation method is also discussed and the approximated quadric curve of an interface is employed to calculate the curvature. Following a basic verification, the developed height function method is shown to successfully provide superior calculation accuracy and highly reduced computational cost compared with conventional calculation methods in terms of the interface normal and curvature.
大西 亮一*; 木村 俊哉; 武宮 博*; 郭 智宏*
航空宇宙技術研究所特別資料, (41), p.47 - 52, 1999/02
空力構造連成計算のためのシミュレータを開発し、複数の並列計算機から成る環境に適用を図った。連成計算は、高アスペクト比翼の空力構造モデルを用いてNavier-Stokes式を構造方程式と結合させ解くことにより行っている。空力と構造の力学計算コードは、互いの終了を待たない同時実行方式で処理され、両コードを逐次的に実行した場合より計算時間において約20%短縮することができた。シンポジウムではシミュレータの概要、超臨界翼を用いた計算事例、及び空力と構造の計算をそれぞれ異なる種類の計算機上で実行し連成計算を試みた結果を示す。
木村 俊哉; 大西 亮一*; 太田 高志*; Guo, Z.*
Parallel Computational Dynamics, p.267 - 274, 1999/00
並列計算機上において、流体力学と構造力学の相互作用する問題を解析するための計算コードを開発した。流体解析は3次元のオイラー方程式を有限差分法を用いて移動格子上で解き、また構造解析は構造運動方程式を有限要素法を用いて解いている。流体解析コード、構造解析コード、格子形成コードはMPMD形式で、異なるプロセッサグループ上に分配されデータ交換を行いながら並列に計算を進める。
神林 奨; 樋渡 保秋*
Physical Review E, 49(2), p.1251 - 1259, 1994/02
被引用回数：20 パーセンタイル：66.67(Physics, Fluids & Plasmas)逆ベキポテンシァルによって相互作用するソフト球液体について、等温分子動力学シミュレーションを実行した。このシミュレーション結果を用いて、液体の動的性質が、ポテンシァルの芝のやわらかさ(ソフトネス)によって、どのように変化するかを考察した。粒子拡散を特徴付ける自己拡散係数は、ソフトネスにほとんど依存せず、平均粒子間距離と熱速度によってスケーリング可能なことがわかった。一方、時間依存の粒子拡散を示す速度相間関数は、やわらかいポテンシァルほど振動的な相関を示し、メモリー関数による解析によって、これが粒子の協調的な運動によることがわかった。協調的な粒子運動の解析では、動的構造因子を計算し、やわらかなポテンシァルほど、音波のモードが広い波数領域にわたって存在することが明らかになった。これらの動的性質のソフトネス依存性は、前者のポテンシァルがかたく、後者のポテンシァルがやわらかいという不活性ガスと液体アルカリ金属の違いとよく対応しており、従来の静的性質での結果とよい一致を示した。
村田 秀男; 刑部 真弘*
日本機械学会論文集,B, 58(550), p.1912 - 1917, 1992/06
水平流体層における熱や物質の移動に内部構造物がどのように影響するかは、原子炉、水力発電所のダム湖等の工学的機器設計上はもとより、海洋や大気の対流が密接に関連した環境問題においても重要な課題である。基礎的アプローチとして、上下面でそれぞれ冷却加熱される水平流体層中に開口面積率
の異るハニカムを挿入し、その伝熱特性を調べた。伝熱流体は水で、Ra数は10
~10
の範囲である。が0.0904以上では、ハニカムによる乱流渦の抑制は観察されたが、熱伝達率の低下は認められなかった。これは、全体の熱輸送が温度境界層からのプルーム発生により支配されるためであって、流体層中央部の熱輸送能力には余裕のあることがわかる。実験結果は境界層更新モデルとほぼ一致した。が0.0101以下では熱伝達率の低下が生じたが、この場合も熱伝達は上下伝熱面間距離には依存しないことがわかった。
岩崎 晃久*; 澤 直樹*; 松原 慎一郎*; 北村 誠司; 岡村 茂樹*
no journal, ,
高速炉の炉心は数百本もの炉心構成要素で構成されている。炉心構成要素は六角柱の梁形状であり、下部の炉心支持板に差し込まれて自立している。また、隣接する炉心構成要素は小さいギャップを有して六角配列で冷却材中に配置されている。炉心構成要素は、熱膨張やスウェリングの影響を回避するため、鉛直方向には固定されていない。近年、日本では、想定される地震動が大きくなり、鉛直方向の地震動が重力加速度を超えることで、炉心構成要素の鉛直方向変位(跳び上がり)と水平方向変位を同時に考慮する必要が生じた。この3次元振動挙動は、周囲冷却材からの流体力や周囲構造物との干渉の影響を受ける。本研究では、実寸大の試験体を用いて単体振動試験を行い、炉心構成要素の3次元振動挙動の基本的な特徴を確認した。また、鉛直方向変位を抑制する構造(ダッシュポット構造)を考案し、その効果を確認した。試験の結果、雰囲気(空気中, 水中, 流水中)、パッド部隙間、加振方向、加振波形やダッシュポット構造が炉心構成要素の振動挙動に与える影響について確認した。雰囲気については、冷却材の流れを模擬した流水中では上向き流体力が作用するため、気中・水中より鉛直方向変位は大きくなった。パッド部隙間については、隙間が大きいほど水平変位による干渉効果が強くなり、鉛直方向変位を低減させた。また、ダッシュポット構造については、鉛直方向変位を低減する構造として適していることが確認できた。
