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論文

Bubble flow simulations in target vessel

羽賀 勝洋; 粉川 広行; 涌井 隆; 直江 崇; 二川 正敏; 山崎 将伍*; 田中 伸厚*

Nuclear Instruments and Methods in Physics Research A, 600(1), p.64 - 67, 2009/02

 被引用回数:2 パーセンタイル:77.46(Instruments & Instrumentation)

水銀ターゲットでは、高出力の陽子ビームに照射されて生じる瞬間的な熱ショックにより圧力波が引き起こされ、これによって生ずる壁面のキャビテーション損傷が重要な問題となっているが、水銀中に微小気泡を注入する手法は圧力波を抑制する有望な技術の一つである。圧力波抑制のための微小気泡注入システム研究の一環として、実機ターゲット容器中での微小気泡流動に関する予備解析を行い、最適な気泡注入条件を調べた。解析にはFLUENTコードを用いた。二次元解析では、50$$mu$$mの気泡径であればターゲット全長に相当する2000mmの距離にわたって、浮力による上昇量が少なく気泡を運べることがわかった。次に行った3次元解析では50$$mu$$mと300$$mu$$mの気泡径の場合について流動解析を行った。その結果、気泡径に応じて最適な箇所から気泡を注入すれば、気泡を希望する場所に運び分布させることができる見通しを得た。

論文

R&D on pressure-wave mitigation technology for pulsed high-power mercury targets; Bubble flow simulations

羽賀 勝洋; 二川 正敏; 粉川 広行; 涌井 隆; 直江 崇; 山崎 将伍*; 田中 伸厚*

PSI-Proceedings 07-01, p.67 - 70, 2008/01

水銀ターゲットでは、高出力の陽子ビームに照射されて生じる瞬間的な熱ショックにより圧力波が引き起こされ、これによって生ずる壁面のキャビテーション損傷が重要な問題となっている。JSNSでは圧力波を抑制する技術のR&Dを進めており、中でも水銀中に微小気泡を注入する手法は有望な技術の一つである。本研究では微小気泡の直径や注入箇所をパラメータとして、水銀ターゲット中での気泡分布への影響を解析により調べた。また、小型水銀ループと衝撃試験装置であるMIMTMを組合せることで、微小気泡のキャビテーション損傷への影響を調べるとともに、気泡力学の観点から解析的に評価した。その結果、微小気泡の注入は圧力波の抑制とキャビテーション損傷の軽減に有効な手段であることがわかった。

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