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古田 琢哉
ANS RPSD 2018; 20th Topical Meeting of the Radiation Protection and Shielding Division of ANS (CD-ROM), 5 Pages, 2018/08
PHITSの最新バージョンには四面体メッシュ体系を取り扱う機能が導入されている。この体系は四面体を構成ユニットとし、三角形の面を繋ぎ合わせることで複雑体系を構築するポリゴン体系の一種である。四面体メッシュ体系はTetGen等のメッシュ生成ソフトウェアで、ポリゴン体系データを変換することで作成できる。これに加えて、線量分布等の計算結果を三次元可視化ソフトウェアのParaViewで読み込むため、必要な形式に出力する機能をPHITSに導入した。また、上述のTetGenは体系データをParaView形式に変換する機能も有している。以上の機能を組み合わせて使用することで、ポリゴンデータからTetGenで四面体メッシュに変換し、PHITSによる輸送計算を行い、結果をParaViewで体系と共に表示して三次元解析を行うという一連の動作が可能になった。
上澤 伸一郎; 鈴木 貴行*; 吉田 啓之
混相流シンポジウム2018講演論文集(インターネット), 2 Pages, 2018/08
気液の存在割合を表すボイド率は気液二相流の重要な物理量であり、様々な分野の機器設計や流動特性を理解する上で欠かせないパラメータである。そのボイド率の流路断面2次元分布のリアルタイム計測が可能な手法として、ワイヤメッシュセンサ(以下、WMS)がある。WMSには流路内にワイヤを多数挿入するため流動が阻害され、その電場分布の非一様性による気泡位置に対する計測誤差は十分に確認されていないなどの課題がある。これらの計測への影響は、使用するワイヤの本数や流動条件で異なると考えられるため、WMSをテスト部に実装する前に、その計測性能や計測への影響を評価できる数値解析手法が必要である。そこでWMSの計測性能と上記問題点を計算機上で評価するための、WMSにおける気泡挙動・電場分布の同時評価手法の開発を実施した。解析の有用性を把握するため、3
3の2線式WMSにおける単一気泡の挙動・電流密度分布解析を行い、ワイヤによって気泡が大きく変形することを再現できたとともに、WMSは送信-受信ワイヤ間外にも有意な感度を持つこと、送信-受信ワイヤ間に気泡があっても、その位置によってボイド率が変化するなど、これまで明らかにされていなかったWMSの感度領域に関する新たな知見を得た。
4 rod bundleLiu, W.; Jiao, L.; 永武 拓; 柴田 光彦; 小松 正夫*; 高瀬 和之*; 吉田 啓之
Proceedings of 11th International Topical Meeting on Nuclear Reactor Thermal Hydraulics, Operation and Safety (NUTHOS-11) (USB Flash Drive), 10 Pages, 2016/10
原子力機構では、福島事故時炉心露出過程を明らかにするため、また、事故時を対象とした炉心内二相流解析の予測精度の向上を目的として、ワイヤーメッシュセンサーを用い、高温高圧条件(2.8MPa, 232
C)下でのバンドル内ボイド率データの取得を行っている。試験装置は、99ワイヤーメッシュセンサーを44の模擬バンドル内に、軸方向2カ所に配置したものである。本研究では、製作したワイヤーメッシュセンサーの計測性能を確認するため、空気-水二相流を用いて大気圧室温条件で試験を実施した。製作したワイヤーメッシュセンサー及び計測システムが正しくボイド率を計測できることを確認すると共に、炉心スクラム後を想定した低流量条件でのバンドル内ボイド率分布及び気泡速度・長さに関する知見を得た。
今村 俊幸
GMD Report 132, 1 Pages, 2001/04
MpCCIはGMD(ドイツ情報処理研究所)が開発したメッシュベースの並列プログラム結合ツールであり、複数のアプリケーションが持つ異なる計算メッシュ間のデータの内挿を行うとともに、データの交換も自動的に行うことができる。一方、Stampiは原研が開発した異機種並列計算機間通信ライブラリであり、異なる計算機間でのMPI(Message Passing Interface)を用いたプログラム開発並びに実行を支援するものである。両者の利点に着目し、両者を結合させることによって異機種並列計算機上で複数のアプリケーションを容易に結合可能とするライブラリを開発した。本報告では、開発したライブラリMpCCI/Stampiの概要を報告するとともに、現在原研で開発が進められている本ライブラリ使用のアプリケーションについても報告を行う。
大西 亮一*; Guo, Z.*; 今村 俊幸; 平山 俊雄
GMD Report 132, 1 Pages, 2001/04
原研計算科学技術推進センターでは多原理統合手法に基づいたシミュレーションの統合の研究が進められている。緩連結(loosely coupled)した流体-構造コードは、その先駆的なコードとして原研で開発され、さらに複数並列計算機を統合した環境下でその効果が確認されている。これまでの研究では、複数コードの連結には独自に開発したインターフェースを利用してきたが、ドイツ情報処理研究所(GMD)が開発したMpCCI(Mesh based Parallel Code Coupling Interface)を利用することにより複数アプリケーションの結合を各アプリケーションと分離した形で取り扱うことができるようになる。本報告では構造解析部分にMECANOとよばれる商用コードを利用しており、商用コードとのインターフェイスを準備することで商用コード間の結合がなされたことを示す。また、原研が開発してきた異機種並列計算機間通信ライブラリStampiとMpCCIを結合させた新たなライブラリの利用を通じて、将来異機種環境での効率的なアプリケーションの実行を計画していることも併せて報告する。
池田 孝夫*; 吉田 英爾*
JNC TJ7400 2000-006, 159 Pages, 2000/02
JNC-TJ7400-2000-006.pdf:4.81MB
地層科学研究においては、ボーリングをはじめとする多種多様のデータに基づき地質構造を解析・モデル化し、その結果を3次元的に可視化するとともに、これらの情報に基づき透水係水場を推定して地下水流動解析を行うことが重要である。そこで、これらの評価・検討を支援するシステムとして、各種地質データの解析を支援するLand Mark、地質構造モデルの構築を支援するEarth Vision、透水係水場を推定し地下水流動解析を行うFrac-Affinityから構成される「地質環境データ解析・可視化システム」を平成9年度に開発している。しかし、上記ソフトウエアのうち地下水流動解析を行うFrac-Affinityは、解析対象が飽和解析に限定されていたことから、超深地層研究所の建設に対応してコードを飽和・不飽和解析に拡張することが必要となっていた。そこで本業務では、昨年度の検討を通じてコード拡張の理論的可能性が明らかにされたのを受け、ソルバー等の改良によりFrac-Affinityを飽和不飽和解析に拡張するとともに、超深地層研究所に関連する地下水流動解析の中で実施時期の観点から最も優先順位が高いと考えられる、立坑掘削の影響評価解析に必要なコードの改良を行った。主なコードの改良点は次の通りである。・コードの飽和不飽和解析への拡張・ソルバーの改良による解析可能最大接点数の向上・入出力インターフェースの改良、具体的には主として以下の事項 飽和不飽和解析に対応した入力項目の追加 差分メッシュ(Frac-Affinityネットワーク)や流速ベクトルの可視化 エラー情報の充実・飽和不飽和解析に対応した境界条件(自由浸出、涵養)の追加・立坑掘削を模擬するための内部境界の形状や境界条件の経時変化を取り扱う機能の追加・差分メッシュ(Frac-Affinityネットワーク)構築方法の改良と、部分的に差分メッシュの密度を調整する機能の追加 これに加えて、飽和・不飽和地下水流動解析に対して拡張したFrac-Affinityにより、立坑掘削の影響解析を含む一連の試解析の実施し、Frac-Affinityの飽和・不飽和解析、特に立坑掘削の影響の評価に対する基本的な適用性を確認した。また、「地質環境データ解析・可視化システム」では、Land Mark、Earth VisionならびにFrac-Affnityの有機的な
永井 桂一
JNC TN9410 2000-003, 52 Pages, 1999/12
JNC-TN9410-2000-003.pdf:3.51MB
本書は、平成11年5月に実施した50MW蒸気発生器試験施設内の大型コールドトラップ(1次、2次ナトリウム系用)の解体洗浄に関し、解体洗浄に係る調査検討内容や解体洗浄方法、解体洗浄結果及び安全対策等について実施記録をまとめたものである。大型コールドトラップの解体洗浄は、ほぼ計画通りの方法にて安全且つ効率的に作業を行うことができた。また、これら一連の解体洗浄を通し、様々な知見や経験等を得ることができ、これまであまり経験の無かった大型コールドトラップの空気雰囲気中における解体洗浄技術を構築することができた。本件で得られた知見及び経験等は、今後実施される大型コールドトラップの解体洗浄や類似ナトリウム機器の解体洗浄の作業計画や作業実施及び安全管理等に充分役立つものと思われる。
中嶋 佳則; 田島 訓
第11回タンデム加速器及びその周辺技術の研究会報告集, p.84 - 87, 1999/01
TIARAの静電加速器は、イオンビームの特徴を生かして材料科学、バイオ技術などを中心に、高度な先端基礎技術分野の放射線高度利用研究に利用されている。これらの研究の中には、広い範囲にわたってビーム強度を変化させる実験やnAオーダーの非常に低いビーム強度を必要とする実験があり、これらのニーズに応えるために安定な微弱ビームを発生させなければならない。しかし加速器のイオン源はその出力を迅速に変化させることや低出力で安定に保つことが困難である。このため、遠隔可動スリットでビームをカットするスリット方式や多数の細孔を開けた板(メツシュ)をビーム中に挿入するメッシュ方式など、ビームを減衰させる装置を導入する必要があった。当初はスリット方式を採用していたが、安定な微少ビームを発生させるのには限度があったため、TIARA静電加速器ではメッシュ方式のビームアッテネータを設計、設置した。
Fletcher, J. K.
PNC TN9410 97-065, 25 Pages, 1997/07
位置r、単位方向ベクトル
の中性子束を
(r, )と定義すると、多群輸送方程式は次式で表される。ただし、
t(r)、はそれぞれ、全断面積、方向1 からへの散乱断面積、生成断面積を表し、また、
は臨界係数を、
(r,)は外部中性子源を表す。そして、この方程式を次の球面調和関数展開を用いて解く。ここで、
(cos 
)はオーダー
のルジャンドル陪関数で、と
はそれぞれ方向の仰角及び方位角を表す。NはPN近似の次数を表す。三角関数の多項式である球面調和関数の直交性と漸化式を用いることにより、展開係数とに関する1階の微分方程式が導かれる。
が奇数の項を消去することにより、拡散方程式の場合に用いられるような通常の有限差分法により解くことの可能な、2次の微分方程式が導かれる。メッシュ誤差低減は、その記述式の高次の差分項を保持したまま、2次式を用いて数値的に近似することにより行われる。当手法の採用により、メッシュ誤差は大幅に減少され、他の手法、特にモンテカルロ法により得られたものに匹敵する結果を直接計算することが可能となった。
三宅 康洋*
PNC TN9440 94-021, 84 Pages, 1994/09
自然循環崩壊熱除去条件での複数集合体内の熱流動現象を多次元熱流動解析コードを用いて解析する際のモデル化手法及び集合体間の熱移行がある条件での集合体内温度分布の予測手法の確率を図ることを目的として,集合体間熱移行に関するCCTL-CFR試験について,AQUAコードを用いた解析を行なった。解析の内容は以下の3点である。1.CFR試験解析。 .横方向の熱の流れに関するパラメーター解析。 3.軸方向流動抵抗分布,パーミアビリティー分布の効果の検討。 試験解析の結果,解析結果は実験結果と非常によく一致した。解析結果の傾向としては,被冷却の条件では,実機の3%
10%レベルの流速条件の範囲で集合体の温度分布が実験と非常によく一致している。また,被加熱の条件では,加熱されている壁近傍の流体温度を相対的に低く評価する傾向にある。 試験解析及びパラメーター解析の結果から,今後,AQUAコードによる集合体内熱流解析手法として,以下を用いることが有効といえる。 (1)メッシュ分割-スタガードハーフピンメッシュ分割(2)軸方向の流動抵抗,PERMEABILIRY-内部サブチャンネルと周辺及びコーナーサブチャンネルに分類して入力する。 (3)径方向流動抵抗及びPERMEAVILITY-感度は小さく,PERMEAVILIRYについてはメッシュ分割内の流路に対応したものを用い,流動抵抗については用いないものとする。
中山 忠和*; 竹内 純*; 照山 英彦*
PNC TJ9134 93-002, 194 Pages, 1993/03
高速炉の放射性腐食生成物挙動解析コードPSYCHE92のマニュアルを作成整備した。PSYCHE92は、PSYCHE91に対して、CPインベントリー計算式の改良、CP挙動に係わる定数である仮想界面前進速度(Ud)の拡張等の改良整備を行ったものである。この改良については、「常陽」MK-II期におけるCP挙動についての実測値との比較により妥当性を確認している。(J9134 93-001 本マニュアルの構成は、以下のとおりである。 1)PSYCHE92の構成と機能 2)PSYCHE92の運用と操作法 3)プログラムドキュメンテーション
中山 忠和*; 竹内 純*; 照山 英彦*
PNC TJ9134 93-001, 163 Pages, 1993/03
高速炉CP線源評価システムに用いられるCP挙動解析コードPSYCHEに関し、「常陽」プラントCP測定結果の評価から明らかとなった。実プラントにおけるCP挙動の特徴を反映したプログラム改良整備作業を行った。 今回の研究で得られた成果は、以下に示すとおりである。 1)CPインベントリー計算式の修正及びマスバランスの改善のために計算結果に対する数値計算タイムメッシュ幅の影響を検討し、最適幅を設定した。 2)CP管壁付着の解析コードによる評価精度向上のため、仮想界面前進速度(Ud)を元素別、運転サイクル毎にも設定可能なように機能を拡張した。 3)CPのドライバー燃料集合体及び内側、外側反射体表面への付着量の評価精度改善のため、モデルパラメータの適合化を図るとともに、「常陽」の炉心構成モデルに従来組込まれていなかった外側反射体(B)を追加した。 4)上記したコード改良整備の妥当性を確認するため、「常陽」MK-II期におけるCP挙動について計算及び実測値との比較を行い、良好な結果を得た。
角田 弘和*; 前田 章雄*
PNC TJ9222 92-003, 45 Pages, 1992/03
最近の計算機性能の向上により、従来の計算機資源では実行不可能であった炉心内全集合体そのまま取り扱うような3次元詳細メッシュ(Tri-Z モデル)計算が可能になってきた。そこで、3次元修正粗メッシュ解法を特徴とする設計解析コードMOSESに詳細メッシュ計算機能を追加した。まず、既存の計算コードを対象に詳細メッシュ中性子束計算機能を調査した。その結果に基づき、公開であり、しかもMOSESコードが取り扱える計算体系との整合性を考慮してVENTUREコードの核計算モジュールを選び、これに改修を加えて組み込むこととした。MOSESコードに組み込んだ詳細メッシュ計算機能の健全性は、CITATIONコードとの比較計算やMOSESコードの修正粗メッシュ燃焼計算との比較により確認した。改修したMOSESコードは次のような特徴がある。1・従来の粗メッシュ(Hex-Z)や修正粗メッシュ(Hex-Z)解法のほか、詳細メッシュ(Tri-Z) 解法による計算がひとつの入力データで選択できる。2・CITATIONコードでは詳細メッシュ計算の取扱可能な体系に制約があるが、従来からMOSESコードで取り扱うことができる1/6、1/3、1/2、1/1の計算体系どれも扱うことができる。3・入力オプション1つで軸方向倍メッシュ計算が可能であることなど、従来使われてきたCITATIONコードに比べて入力指定が容易でる。
渡辺 正; 久木田 豊
Numerical Modelling of Basic Heat Transfer Phenomena in Nuclear Systems, p.25 - 30, 1991/00
2次元移動メッシュ系を採用した再冠水モデルの数値解法上の特性について検討を行った。このメッシュ系では熱伝導方程式中に対流項が現れ、差分形式によっては不安定な解を得る場合がある。そこで、中心、及び風上差分と陰、及び陽解法の組み合わせに対して線型安定性解析を行った。その結果、陰解法が無条件安定となり、風上差分を行うと最も安定なスキームとなることが示された。応用例として典型的な再冠水計算を行い、温度分布に現れる不安定性が、線型安定性解析によって説明されることを確認した。また、陰解法により解が得られる場合でも、より安定な解法を用いた法が収束性が良く、CPU時間を節約できることが示された。
堀田 雅一*; 飯島 進; 吉田 弘幸
JAERI-M 9638, 75 Pages, 1981/08
6角形状燃料集合体から構成される高速増殖炉の詳細な核特性評価のために、3次元拡散コードにおける6角粗メッシュ法の適用性を、より精度の高い3角メッシュ法と比較しながら、検討した。考慮した高速増殖炉は、非均質炉心を含む種々の炉心構成のLMFBRと燃焼状態の異なるGCFRである。比較検討に用いた核特性は、実効増倍率、出力分布と中性子束分布、増殖比、種々の反応度効果、制御棒反応度価値である。比較検討の結果、通常の粗メッシュ法は高速炉核特性の詳細評価には適切でないが、T.Takedaらが開発した修正粗メッシュ法は、この目的に有効である、ことが明らかになった。しかし、この修正粗メッシュ法にも径方向非均質炉心LMFBRのような非常に複雑な炉心形状をした高速炉の出力分布、増殖比の評価に若干の問題がある。
下桶 敬則; 板垣 正文*; 小山内 正夫*
JAERI-M 8226, 29 Pages, 1979/05
SCOPERS-2は一般化されたFLARE型の炉心核特性計算コードで、PWRおよびBWRの両原子炉を扱うことができる。この報告書では、SCOPERS-2コードの特徴および計算モデルを簡単に紹介した後、その応用の一例として、原子力船「むつ」炉心(PWR)に適用した計算の方法とその結果を示す。SCOPER-2で計算された炉心内出力分布は三次元拡散計算コードCITATIONの結果と良く一致した。
関 泰; 飯田 浩正; 井手 隆裕*
JAERI-M 6540, 26 Pages, 1976/05
原研で行われた核融合動力炉の第2次試設計の超伝導マグネットの遮断設計のいて計算条件が設計精度におよぼす影響を1次元Sn輸送計算にて調べた。その結果空間メッシュ幅の選び方が遮断計算の精度を大きく左右することが明らかにされた。メッシュ幅を十分に細かくとり真相透過中性子の計算を行うためには、体系全体をいくるかに分けてsheel sourceにより体系間の中性子束をつなぐ方法が有効であることを示した。
猪川 浩次
JAERI-M 5886, 52 Pages, 1974/10
APOLLOは高速炉の長期燃焼解析用に開発された2次元RZ多群拡散、燃焼コードである。このコードの第一の特徴は、RZ体系のひとつの円環状領域の中で2個以上の組成のそれぞれについて独立に燃焼計算ができることであり、これに依り燃料アセンブリィ毎の燃焼の追跡が可能となる。第2の特徴は、設計工学的観点から必要とされる多数のデータが計算されることであり、これにより計算結果の吟味が容易おなり、長期燃料サイクルの解析に要する労力が節約できる。第3の特徴は、粗メッシュ計算の導入で、これにより微細メッシュの計算のInitial Flux Guessが作成される。これは多群計算で計算時間の節約に役立つ。APOLLOはJAERI-FAST、ABBNおよびRCBNの3つの炉定数セットと結合されている。プログラムはすべてFORTRAN IVで書かれており、現在の整備機種はFACOM230/60である。
下桶 敬則
JAERI-M 5805, 69 Pages, 1974/08
FLARE型ノード方程式に関する理論的研究を扱っている。従来のFLARE方程式の持っている理論的矛盾点を指摘し、これを改良するため数値実験的な立場より一つの改良型方程式を導出した。この時同時に、ノードからノードへの中性子「移動カーネル」および反射材ノードから原子炉への中性子反射効果を表すアルベドの定義を与えると共に、このカーネルを実際に計算するため空間六重積分を近似的に遂行する方法を見出した。最後に研究の締めくくりとして、1次元体系に対する非対称ニ群モデルに基いて純理論的方法により、一般拡張型FLARE方程式を導出し、この一般式の特殊近似として原FLARE方程式および本研究の中間段階で見出した改良型FLARE方程式のいずれも導びけることを示した。
関 泰; 大杉 俊隆; 飯島 進
JAERI-M 5307, 52 Pages, 1973/06
高速炉の核計算において主に用いられている階差方程式を解く型の2次元拡散コードの信頼性をいくつかの数値計算例に基づいて評価した。その結果、2次元拡散コードを用いて計算される実効増倍率は中性子束の勾配の大きい領域の空間メッシュ巾の切り方に強く依存することが明らかになった。また2次元拡散計算では実際の高速炉体系を2次元化した体系を用いて計算するために、2次元RZ計算では形状模擬により、また2次元XY計算では軸方向バックリング近似により計算された実効増倍率に誤差が生じる。この2通りの誤差が単純に加算された形で1次元円柱計算に生ずるものと仮定してそれぞれの誤差を求めて、逆に3次元XYZ計算の実効増倍率を推定した。この結果より2次元拡散コードは一般に実効増倍率を体系の2次元化により過大評価することがわかった。