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石澤 明宏*; 井戸村 泰宏; 今寺 賢志*; 糟谷 直宏*; 菅野 龍太郎*; 佐竹 真介*; 龍野 智哉*; 仲田 資季*; 沼波 政倫*; 前山 伸也*; et al.
プラズマ・核融合学会誌, 92(3), p.157 - 210, 2016/03
幅広いアプローチ協定に基づいて国際核融合エネルギー研究センター(IFERC)の計算機シミュレーションセンター(CSC)に設置された高性能計算機システムHeliosは、2012年1月に運用を開始し、日欧の磁気核融合シミュレーション研究に供用され、高い利用率の実績を示すとともに、炉心プラズマ物理から炉材料・炉工学にわたる広い分野で多くの研究成果に貢献している。本プロジェクトレビューの目的は、国内の大学や研究機関においてHeliosを利用して進められているシミュレーション研究プロジェクトとその成果を一望するとともに、今後予想される研究の進展を紹介することである。はじめにIFERC-CSCの概要を示した後、各研究プロジェクト毎にその目的、用いられる計算手法、これまでの研究成果、そして今後必要とされる計算を紹介する。
伊藤 啓; 功刀 資彰*; 山本 義暢*
第21回数値流体力学シンポジウム講演要旨集(CD-ROM), 5 Pages, 2007/12
FBRシステム内において発生するガス巻込み現象を高精度に評価することを目的として、非構造格子系における気液二相流数値解析手法の構築を実施している。本件では、気液界面近傍における表面張力と圧力の非平衡によって誘起される非物理的な流速分布、及び気液界面位置における速度定義式の不適切さによって誘起される非物理的な圧力分布に関して考察を行い、物理的に正しい解が導かれるような修正を実施した。表面張力と圧力の非平衡については、気液界面近傍における圧力勾配を局所的な表面張力と圧力のバランスから求めるようにした。気液界面位置における速度定義式に関しては、気液各相の速度をそれぞれ計算し、それらの値と流体率の値を用いて速度を計算する手法を構築した。改良した気液二相流数値解析手法を用いて、静止水中の上昇気泡を対象とした解析を実施した。構造格子系において、解析結果は物理的な矛盾を生じることなく実験結果と一致する気泡形状を導いた。三角形格子を用いた非構造格子系においても、解析結果の各時刻において構造格子系における解析結果とよく一致する気泡形状が得られ、非構造格子系においても十分に精度よく解析を実施できることがわかった。
伊藤 啓; 山本 義暢*; 功刀 資彰*
Proceedings of 12th International Topical Meeting on Nuclear Reactor Thermal Hydraulics (NURETH-12) (CD-ROM), 15 Pages, 2007/09
ガス巻込み現象の直接数値解析を目的として高精度気液二相流解析手法の開発を行っている。本件では、構造格子系において開発されたMARS法のコンセプトに基づき、体系形状模擬性に優れる非構造格子系における手法開発を実施した。検証解析の結果、開発した手法が従来の高精度手法と同等以上の解析精度を有することを確認した。また、各相の体積保存性を満足させるために流体率輸送に関する修正手法を構築した結果、修正を行わない場合と比較して非構造格子系において高精度な解を導くことが可能となった。表面張力計算手法についても検討を行い、界面からの距離関数を再構築して界面曲率の計算を行う手法が最も高精度であることを確認した。
伊藤 啓; 山本 義暢*; 功刀 資彰*
no journal, ,
ナトリウム冷却炉におけるガス巻込み現象を直接模擬することを目的として、数値解析手法の開発を進めている。本手法は、複雑な形状の体系に適用できるように非構造格子系に基づいた定式化を行っており、本件では、非構造格子系における流動解析手法の開発と検証について報告する。
伊藤 啓; 山本 義暢*; 功刀 資彰*
no journal, ,
原子力機構では原子炉容器をコンパクト化し、主冷却系統を2ループ化したナトリウム冷却高速炉の設計検討を進めている。本設計概念では、容器内での流速が増加するため、容器内自由液面におけるガス巻込み現象の発生が懸念されている。炉心領域への気泡混入は原子炉出力の変動を生じるため、気泡巻込み量を許容範囲以内に抑えることが重要であるが、原子炉内ガス巻込み現象は、熱流体運動特有の非線形現象及び複雑・複合形状を伴う各種多重相関現象として出現するため、無次元数等による統一的な評価指針の策定は困難である。そこで、現在、高速炉ガス巻込み現象を高精度評価することを目的とし、計算科学的手法に基づいた高精度・シームレス物理シミュレータの構築を行っている。本件は、その一環として、非構造格子系における高精度気液二相流数値解析手法の開発とその検証を行った結果について報告する。
伊藤 啓; 山本 義暢*; 功刀 資彰*
no journal, ,
ナトリウム冷却炉におけるガス巻込み現象を直接再現することを目的として、数値解析手法の開発を進めている。本手法は、複雑な形状の体系に適用できるように非構造格子系に基づいた定式化を行っており、本件では、非構造格子系における高精度気液二相流解析手法の開発と検証について報告する。
