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論文

Particle-based simulation of heat transfer behavior in EAGLE ID1 in-pile test

守田 幸路*; 小川 竜聖*; 時岡 大海*; Liu, X.*; Liu, W.*; 神山 健司

Proceedings of 12th International Topical Meeting on Nuclear Reactor Thermal-Hydraulics, Operation and Safety (NUTHOS-12) (USB Flash Drive), 11 Pages, 2018/10

EAGLE炉内ID1試験は日本原子力研究開発機構によって実施され、FAIDUSと称される内部ダクト付き燃料集合体からの早期燃料流出を模擬したものである。試験で生じた早期ダクト破損は、燃料とスティールから構成される溶融プールからの高い熱流束によるものと解釈されている。試験後の分析からは、壁面に燃料クラストが形成されない状況において、高い熱伝導度を有するプール中の溶融スティールによって溶融プールからダクトへの伝熱が効果的に促進されたことが示唆されている。本研究では、多成分多相流の粒子法に基づいた完全ラグランジェ法を用いて溶融プールからダクト壁への熱伝達機構を分析した。プール中の溶融スティールと燃料の混合と分離挙動およびこれらの挙動がプールからダクトへの伝熱に与える影響を調べるため、燃料ピンの崩壊、溶融プールの形成およびダクト壁の破損に至る一連の挙動を模擬した。現在の2次元粒子法シミュレーションでは、10MW/m$$^{2}$$を超える壁面への大きな熱負荷は、核発熱を伴う液体燃料が壁面へ直接接触することによるものであることが示された。

口頭

粒子法シミュレーションによる2成分混合プールの流動挙動解析

山内 俊也*; 小川 竜聖*; 加藤 正嗣*; Liu, X.*; 松元 達也*; 守田 幸路*; 神山 健司; 鈴木 徹

no journal, , 

これまで予備的に行ったEAGLE ID1試験の粒子法解析では、プールからダクト壁への熱伝達機構は、プール内の溶融燃料と溶融ステンレス鋼の混合・分離挙動に大きく依存することが示唆されている。そこで、新たに実施した2液相混合流動実験に基づき、混合プール内の流動挙動に対する粒子法解析の妥当性の検証を試みた。

口頭

2液相混合流動挙動に関する粒子法シミュレーションの検証

小川 竜聖*; 山内 俊也*; 加藤 正嗣*; Liu, X.*; 松元 達也*; 守田 幸路*; 神山 健司; 鈴木 徹

no journal, , 

EAGLE ID1炉内試験を対象として予備的に実施した粒子法解析では、溶融プールから構造壁への熱伝達は溶融燃料と溶融ステンレス鋼の混合・分離挙動に大きく依存することが示唆されている。本研究では、密度差のある2つの模擬流体を用いた基礎的な実験を実施し、プール内での混合流動挙動に関する粒子法の妥当性検証を試みた。

口頭

3次元有限体積粒子法の2液相混合流動挙動解析への適用性検証

加藤 正嗣*; 小川 竜聖*; 船越 寛司*; Liu, X.*; 松元 達也*; Liu, W.*; 守田 幸路*; 神山 健司

no journal, , 

密度の異なる2液相の混合・分離挙動解析に対する有限体積粒子法の適用性を向上するため、不規則な粒子配置によって生じる計算誤差を仮想粒子によって低減する計算手法を導入するとともに、模擬物質を用いた基礎実験と比較することで、3次元解析の妥当性について検証した。

口頭

EAGLE ID1試験における溶融燃料プールから構造壁への熱伝達機構に関する検討

守田 幸路*; 小川 竜聖*; Liu, X.*; Liu, W.*; 神山 健司

no journal, , 

EAGLE ID1試験における燃料ピン束の崩壊から溶融燃料プール形成よる構造壁の熱伝達までの一連の挙動に関する粒子法シミュレーションの結果に基づき、構造壁の破損要因と推定される構造壁への高熱流束を生じさせる物理的なメカニズムについて検討した。

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