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加藤 由幹; 吉田 啓之; 横山 諒太郎*; 金川 哲也*; 金子 暁子*; 文字 秀明*; 阿部 豊*
Proceedings of 23rd International Conference on Nuclear Engineering (ICONE-23) (DVD-ROM), 8 Pages, 2015/05
In this study, visualization experiment for the bubbly flow in a horizontal pipe excited by oscillation acceleration was performed to understand bubbly flow behavior under earthquake acceleration. Liquid pressure was also measured at upstream and downstream of the test section. In addition, to consider detailed effects of pressure gradient on bubble motion, numerical simulation of two-phase flow in horizontal pipe with vibration was performed by a detailed two-phase flow simulation code with an advanced interface tracking method: TPFIT. Based on observed images and calculated results, bubble velocity was evaluated. It was confirmed that the pressure gradient amplitude increased with the increase of the frequency of the table. In addition, it was observed that the bubble velocity amplitude also increases with the increase of the frequency of the table. It was concluded that the bubble motion was strongly affected by the pressure gradient in the test section.
吉田 啓之; 永武 拓; 高瀬 和之; 金子 暁子*; 文字 秀明*; 阿部 豊*
Mechanical Engineering Journal (Internet), 1(4), p.TEP0025_1 - TEP0025_11, 2014/08
In this study, to develop the predictive technology of two-phase flow dynamics under earthquake acceleration, a detailed two-phase flow simulation code with an advanced interface tracking method TPFIT was expanded. In addition, the bubbly flow in a horizontal pipe excited by oscillation acceleration and under the fluctuation of the liquid flow was simulated by using the modified TPFIT. In the results, it was confirmed that the modified TPFIT can predict time dependent velocity distribution around the bubbles and shapes of bubbles qualitatively. The main cause of bubble deformation observed is large shear stress at the lower part of the bubble, and this large shear stress is induced by the velocity difference between the liquid phase and bubble. Moreover, we discussed about the difference between both effects of flow rate fluctuation and structure vibration on two-phase flow. In the results, bubble acceleration of the structure vibration case was larger than that of the flow rate fluctuation case. Finally, it was concluded that unsteady shear stress induced by vibration of the pipe wall was one of the main driving forces of bubble motion in structure vibration case.
吉田 啓之; 永武 拓; 高瀬 和之; 金子 暁子*; 文字 秀明*; 阿部 豊*
Proceedings of 22nd International Conference on Nuclear Engineering (ICONE-22) (DVD-ROM), 10 Pages, 2014/07
In this study, to develop the predictive technology of two-phase flow dynamics under earthquake acceleration, a detailed two-phase flow simulation code with an advanced interface tracking method TPFIT (Two-Phase Flow simulation code with Interface Tracking) was expanded to two-phase flow simulation in seismic conditions. In this paper, the two-phase bubbly flow in a simulated single-subchannel excited by oscillation acceleration was simulated by using the expanded TPFIT. A calculation domain used in this simulation was a simplified subchannel in a BWR core. Moreover time-series of void fraction distributions were evaluated based on predicted bubble distributions. When no oscillation acceleration was added, void fraction concentrated in a region near the wall. When oscillation acceleration was added, void fraction distribution was changed by time. In addition coalesces of bubbles occurred in the numerical simulation, and bubbles with relatively large diameter were observed. In the results, complicated void fraction distribution was observed, because the response of void fraction distribution on the oscillation acceleration was dependent on not only imposed acceleration, but also the bubble diameter.
吉田 啓之; 永武 拓; 高瀬 和之; 金子 暁子*; 文字 秀明*; 阿部 豊*
Proceedings of 21st International Conference on Nuclear Engineering (ICONE-21) (DVD-ROM), 10 Pages, 2013/07
Behavior of gas-liquid two-phase flow in nuclear reactors is unknown under the earthquake conditions. Therefore, the behavior of two-phase flow is investigated in a series of study. In this study, to develop the predictive technology of two-phase flow dynamics under earthquake acceleration, a detailed two-phase flow simulation code with an advanced interface tracking method, TPFIT, was expanded. In this paper, the bubbly flow in a horizontal pipe excited by oscillation acceleration and under the fluctuation of the liquid flow was simulated by using the expanded TPFIT. Predicted time series data of velocity profiles around the bubbles and shapes of bubbles were compared with measured results under flow rate fluctuation and structural vibration. Predicted results were in good agreement with measured results qualitatively. Moreover it was concluded that the expanded TPFIT can be applied to qualitative analysis of bubbly flow under accelerating conditions.
吉田 啓之; 永武 拓; 高瀬 和之; 金子 暁子*; 文字 秀明*; 阿部 豊*
第62回理論応用力学講演会講演論文集(USB Flash Drive), 2 Pages, 2013/03
地震加速度に対する原子力システムの応答を評価するには、加速度付加時の熱流動挙動を把握する必要がある。多くの原子力システムに表れる気液二相流に対しての地震加速度の影響については、複雑な流れである気液二相流の加速度に対する応答を実験的に把握することが難しいことから、詳細な検討はほとんど行われていない。これに対し、詳細な数値シミュレーションにより、応答を評価することは可能と考えられるが、検証データベースの不足により、その妥当性を確認することができない。本研究では、簡易的な体系を用いた詳細な実験によりデータベースを構築するとともに、詳細な数値解析手法を発展させ、加速度付加時の詳細二相流挙動解析手法を開発する。開発した解析手法の妥当性を検証データベースにより確認することで、地震加速度付加時の気液二相流挙動を詳細に予測できる解析技術を構築している。本報告では、水が蓄積されたプール内上昇気泡挙動の数値解析に対して、開発した加速度付加時の詳細二相流解析手法を適用し、実験結果と比較検討した結果を報告する。
吉田 啓之; 永武 拓; 高瀬 和之; 金子 暁子*; 文字 秀明*; 阿部 豊*
Proceedings of 8th Japan-Korea Symposium on Nuclear Thermal Hydraulics and Safety (NTHAS-8) (USB Flash Drive), 9 Pages, 2012/12
In this study, to develop the prediction technology of two-phase flow dynamics under earthquake acceleration, a detailed two-phase flow simulation code with an advanced interface tracking method TPFIT was expanded to two-phase flow simulation under earthquake conditions. In the expansion of the TPFIT, the oscillating acceleration attributed to the earthquake motion was introduced into the momentum equation of the two-phase flow as body force. Moreover, to simulate fluctuation of the flow rate and shear force through a pipe wall, time dependent boundary conditions can be added in the numerical simulations. The bubbly flow in a horizontal pipe excited by oscillation acceleration and under the fluctuation of the liquid flow was simulated by using the expanded TPFIT. Finally, predicted velocity distribution around bubbles and shapes of bubbles were compared with measured results under flow rate fluctuation and structure vibration.
吉田 啓之; 永武 拓; 高瀬 和之; 金子 暁子*; 文字 秀明*; 阿部 豊*
日本機械学会第25回計算力学講演会論文集(CD-ROM), p.693 - 695, 2012/10
地震加速度に対する原子力システムの応答を評価するには、加速度付加時の熱流動挙動を把握する必要がある。多くの原子力システムに表れる気液二相流に対しての地震加速度の影響については、複雑な流れである気液二相流の加速度に対する応答を実験的に把握することが難しいことから、詳細な検討はほとんど行われていない。これに対し、詳細な数値シミュレーションにより、応答を評価することは可能と考えられるが、検証データベースの不足により、その妥当性を確認することができない。本研究では、簡易的な体系を用いた詳細な実験によりデータベースを構築するとともに、詳細な数値解析手法を発展させ、加速度付加時の詳細二相流挙動解析手法を開発する。開発した解析手法の妥当性を構築したデータベースにより確認することで、地震加速度付加時の気液二相流挙動を詳細に予測できる解析技術を構築する。本報告では、開発している解析手法の概要を示す。さらに、二相流において、その挙動に影響を与えると考えられる気泡周囲の速度分布に着目し、その時間的な変化を含め実験と比較した結果を報告する。
吉田 啓之; 永武 拓; 高瀬 和之; 金子 暁子*; 文字 秀明*; 阿部 豊*
Proceedings of 20th International Conference on Nuclear Engineering and the ASME 2012 Power Conference (ICONE-20 & POWER 2012) (DVD-ROM), 8 Pages, 2012/07
It is not enough for safety operation of nuclear reactors because thermal-fluid safety is not confirmed under the earthquake. For instance, behavior of gas-liquid two-phase flow is unknown under the earthquake conditions. In case of the earthquake, the fluctuation is not only the flow rate, but also body force on the two-phase flow and shear force through a wall of flow channel. The fluctuation of the void fraction is not clear for such complicated situation under the earthquake. Therefore, the behavior of gas-liquid two-phase flow was investigated experimentally and numerically by the present study and a series of related studies. In this study, to develop the prediction technology of two-phase flow dynamics under earthquake acceleration, a detailed two-phase flow simulation code with an advanced interface tracking method TPFIT was expanded to two-phase flow simulation under earthquake conditions. In this paper, outline of expansion of the TPFIT to simulate detailed two-phase flow behavior under the earthquake condition was shown. Moreover, the bubbly flow in a horizontal pipe excited by oscillation acceleration and under the fluctuation of the liquid flow was simulated by using expanded TPFIT. Predicted shape of bubbles near wall was compared with measured results under flow rate fluctuation and structural vibration.
吉田 啓之; 高瀬 和之; 金子 暁子*; 文字 秀明*; 阿部 豊*
Proceedings of IEEE PES Asia-Pacific Power and Energy Engineering Conference 2012 (APPEEC 2012) (CD-ROM), 4 Pages, 2012/03
Fluctuation of void faction is an important factor for the safety operation of the nuclear reactor, and fluctuation of void fraction is related to behavior of gas-liquid two-phase flow. In case of the earthquake, the fluctuation is not caused by only the flow rate, but also body force on the two-phase flow and shear force through a pipe wall. Interactions of gas and liquid through their interface also act on the behavior of the two-phase flow. The fluctuation of the void fraction is not clear for such complicated situation under the earthquake. Therefore, the behavior of gas-liquid two-phase flow is investigated experimentally and numerically in a series of study. In this study, to develop the prediction technology of two-phase flow dynamics under earthquake acceleration, a detailed two-phase flow simulation code with an advanced interface tracking method TPFIT was expanded to simulate the two-phase flow under earthquake conditions. The bubbly flows in a horizontal pipe excited by oscillation acceleration and that under the fluctuation of the liquid flow were simulated by using the expanded TPFIT. In these numerical simulations, effect of the earthquake acceleration was added to bubbly flow through three different additional forces (inertia force, share force and body force). In the result, coalescence of bubbles, bubble shapes and bubble trajectories were affected by additional force that simulates earthquake acceleration.
山崎 千里*; 村上 勝彦*; 藤井 康之*; 佐藤 慶治*; 原田 えりみ*; 武田 淳一*; 谷家 貴之*; 坂手 龍一*; 喜久川 真吾*; 嶋田 誠*; et al.
Nucleic Acids Research, 36(Database), p.D793 - D799, 2008/01
被引用回数：52 パーセンタイル：71.15(Biochemistry & Molecular Biology)ヒトゲノム解析のために、転写産物データベースを構築した。34057個のタンパク質コード領域と、642個のタンパク質をコードしていないRNAを見いだすことができた。
渡士 克己; 野中 勇*; 金子 秀明*; 佐藤 恭*; 山下 満男*; 朝田 泰英*
Nuclear Engineering and Design, 139(3), p.293 - 298, 1993/03
被引用回数：2 パーセンタイル：29.78(Nuclear Science & Technology)平面上の表面き裂のクリープ疲労下での進展挙動を明らかにするために、一連の実験を行った。その結果、表面き裂の前縁形状を計測するためビーチマーク法と電気ポテンシャル法を併用することが有効であることがわかった。また、き裂前縁形状は、負荷モードに影響を受けることがわかった。き裂進展速度を整理するための破壊力学パラメータを簡易的に求める方法を提案し、その有効性を確認した。
吉田 啓之; 永武 拓; 高瀬 和之; 文字 秀明*; 金子 暁子*; 阿部 豊*
no journal, ,
地震発生時の原子力システムの挙動を詳細に評価するには、地震加速度付加時の熱流動挙動を正確に把握する必要がある。多くの原子力システムで表れる、気液二相流に対する地震加速度の影響については、気液二相流が複雑な流れであり、実験的に把握することが難しいことから、詳細な検討はほとんど行われていない。これに対し、詳細な数値シミュレーションにより、解析することは可能と考えられるが、データベースが不足しているため、その妥当性を確認することができない。本研究では、簡易的な体系を用いた詳細な実験によりデータベースを取得するとともに、詳細な数値解析手法を発展させ、加速度付加時の詳細二相流挙動解析手法を開発する。開発した解析手法の妥当性を取得したデータベースにより確認することで、地震加速度付加時の気液二相流挙動を詳細に予測できる解析技術を構築する。本報告では、本研究開発の一環として実施した、詳細二相流解析コードTPFITへの加速度の影響を付加するための機能追加の概要を示す。さらに、開発した解析手法を、実験を簡易的に模擬した予備解析に適用し、加速度付加方法に依存して異なる二相流挙動が得られることを確認した結果についても示す。
吉田 啓之; 高瀬 和之; 金子 暁子*; 文字 秀明*; 阿部 豊*
no journal, ,
In case of earthquake, the fluctuation is not only the flow rate, but also body force on the two-phase flow and shear force through a pipe wall. Moreover, interactions between gas and liquid through their interface also affect on the behavior of the two-phase flow. Then university of Tsukuba and Japan Atomic Energy Agency have started new research project. In this project, the behavior of gas-liquid two-phase flow is investigated experimentally and numerically to develop the prediction technology of two-phase flow dynamics under earthquake acceleration. In this paper, outline of our research project is explained. In the project, a detailed two-phase flow simulation code with an advanced interface tracking method TPFIT was expanded to two-phase flow simulation under earthquake conditions. In the expansion of the TPFIT, the oscillating acceleration attributed to the earthquake motion was introduced into the momentum equation of the two-phase flow as body force. And, to simulate fluctuation of the flow rate and shear force through a pipe wall, time dependent boundary conditions was added in the numerical simulations. The bubbly flow and/or plug flow in a horizontal pipe excited by oscillation acceleration and under the fluctuation of the liquid flow were simulated by using the expanded TPFIT. In the results, the fluctuation of bubble shapes and positions by earthquake acceleration were observed.
吉田 啓之; 高瀬 和之; 金子 暁子*; 文字 秀明*; 阿部 豊*
no journal, ,
地震発生時の原子力システムの挙動を詳細に評価するには、地震加速度付加時の熱流動挙動を正確に把握する必要がある。多くの原子力システムで表れる、気液二相流に対する地震加速度の影響については、気液二相流が複雑な流れであり、実験的に把握することが難しいことから、詳細な検討はほとんど行われていない。これに対し、詳細な数値シミュレーションにより、解析することは可能と考えられるが、データベースが不足しているため、その妥当性を確認することができない。本研究では、簡易的な体系を用いた詳細な実験によりデータベースを取得するとともに、詳細な数値解析手法を発展させ、加速度付加時の詳細二相流挙動解析手法を開発する。開発した解析手法の妥当性を取得したデータベースにより確認することで、地震加速度付加時の気液二相流挙動を詳細に予測できる解析技術を構築する。本発表では、本研究開発の一環として実施した、詳細二相流解析コードTPFITへの加速度の影響を付加するための機能追加の概要を示す。さらに、開発した解析手法を、地震加速度を付加した条件を模擬した円管内二相流解析に適用した。その結果、系内に形成される圧力場の影響により、加速度付加方法に依存して異なる二相流挙動が得られることを確認した。また、壁面を流れ方向に振動させた場合、振動を与えない場合よりも安定した流れとなる場合があることを示唆する結果が得られた。
吉田 啓之; 永武 拓; 高瀬 和之; 金子 暁子*; 文字 秀明*; 阿部 豊*
no journal, ,
地震発生時の原子力システムの挙動を詳細に評価するには、地震加速度付加時の熱流動挙動を正確に把握する必要がある。多くの原子力システムで表れる、気液二相流に対する地震加速度の影響については、気液二相流が複雑な流れであり、実験的に把握することが難しいことから、詳細な検討はほとんど行われていない。これに対し、詳細な数値シミュレーションにより、解析することは可能と考えられるが、データベースが不足しているため、その妥当性を確認することができない。本研究では、簡易的な体系を用いた詳細な実験によりデータベースを取得するとともに、詳細な数値解析手法を発展させ、加速度付加時の詳細二相流挙動解析手法を開発する。開発した解析手法の妥当性を取得したデータベースにより確認することで、地震加速度付加時の気液二相流挙動を詳細に予測できる解析技術を構築する。本報告では、本研究で実施している流体加振実験及び構造物加振実験を模擬した解析の結果を報告する。特に、加速度付加時における壁面近傍での気泡変形挙動について、振動の与え方により、気泡変形が時間的に変化する様子を示すとともに、実験結果との比較結果についても述べる。
吉田 啓之; 永武 拓; 高瀬 和之; 金子 暁子*; 文字 秀明*; 阿部 豊*
no journal, ,
地震発生時の原子力システムの挙動を詳細に評価するには、地震加速度付加時の熱流動挙動を高精度で把握する必要がある。多くの原子力システムで見られる、気液二相流に対する地震加速度の影響については、気液二相流が複雑な流れであり、実験的に把握することが難しいことから、詳細な検討はほとんど行われていない。これに対し、詳細な数値シミュレーションにより、解析することは可能と考えられるが、データベースが不足しているため、その妥当性を確認することができない。本研究では、簡易的な体系を用いた詳細な実験によりデータベースを構築するとともに、詳細な数値解析手法を発展させ、加速度付加時の詳細二相流挙動解析手法を開発する。開発した解析手法の妥当性を構築したデータベースにより確認することで、地震加速度付加時の気液二相流挙動を詳細に予測できる解析技術を構築する。本報告では、本研究で実施している流体加振実験及び構造物加振実験を模擬した解析の結果を報告する。特に、加速度付加時における気泡周囲の速度分布について、時間的に変化する様子や実験との比較を示す。
吉田 啓之; 永武 拓; 高瀬 和之; 金子 暁子*; 文字 秀明*; 阿部 豊*
no journal, ,
地震加速度に対する原子力システムの応答を評価するには、加速度付加時の熱流動挙動を把握する必要がある。多くの原子力システムに表れる気液二相流に対しての地震加速度の影響については、複雑な流れである気液二相流の加速度に対する応答を実験的に把握することが難しいことから、詳細な検討はほとんど行われていない。これに対し、詳細な数値シミュレーションにより、応答を評価することは可能と考えられるが、検証データベースの不足により、その妥当性を確認することができない。本研究では、簡易的な体系を用いた詳細な実験によりデータベースを構築するとともに、詳細な数値解析手法を発展させ、加速度付加時の詳細二相流挙動解析手法を開発する。開発した解析手法の妥当性を構築したデータベースにより確認することで、地震加速度付加時の気液二相流挙動を詳細に予測できる解析技術を構築している。本報告では、実験結果等との比較により妥当性を確認した解析手法を、模擬サブチャンネル内気泡流挙動の数値解析に適用し、サブチャンネル内二相流挙動に対する地震加速度の影響について評価した結果を報告する。
吉田 啓之; 永武 拓; 高瀬 和之; 金子 暁子*; 文字 秀明*; 阿部 豊*
no journal, ,
地震加速度に対する原子力システムの応答を評価するには、加速度付加時の熱流動挙動を把握する必要がある。多くの原子力システムに表れる気液二相流に対しての地震加速度の影響については、複雑な流れである気液二相流の加速度に対する応答を実験的に把握することが難しいことから、詳細な検討はほとんど行われていない。これに対し、詳細な数値シミュレーションにより、応答を評価することは可能と考えられるが、検証データベースの不足により、その妥当性を確認することができない。本研究では、三種類の簡易的な体系を用いた詳細な実験によりデータベースを構築するとともに、詳細な数値解析手法を発展させ、加速度付加時の詳細二相流挙動解析手法を開発する。地震加速度付加時の気液二相流挙動を詳細に予測できることを、構築したデータベースにより確認する。本報告では、気泡挙動に対する加振周波数の影響を開発した解析手法により評価し、三種類の実験で得られた結果と比較した結果を示す。
吉田 啓之; 永武 拓; 高瀬 和之; 金子 暁子*; 文字 秀明*; 阿部 豊*
no journal, ,
In this study, two-phase flow simulation method under earthquake conditions has been developed based on a detailed two-phase flow simulation code with an advanced interface tracking method TPFIT. And developed simulation method is validated for two-phase flow under earthquake conditions by comparing predicted results with measured results. In this paper, rising bubble behavior under accelerating conditions was simulated by using the developed simulation method based on the TPFIT. Moreover, predicted time series of bubble shapes were compared with measured results. In the results, predicted bubble behavior including bubble shape and lean angle agreed with measured data observed by the high speed camera. Furthermore, a time lag of bubble lean angle to acceleration of vibration was almost the same as measured results.
吉田 啓之; 永武 拓; 高瀬 和之; 金子 暁子*; 文字 秀明*; 阿部 豊*
no journal, ,
地震加速度に対する原子力システムの応答を評価するには、加速度付加時の熱流動挙動を正確に把握する必要がある。しかし、多くの原子力システムに現れる、気液二相流に対しての地震加速度の影響については、加速度に対する気液二相流の応答を実験的・解析的に把握することが難しいことから、詳細な検討はほとんど行われていない。そこで本研究では、詳細な二相流解析手法を発展させるとともに、加振方法などが異なる三種類の簡略化された実験により詳細な検証データベースを構築することで、地震加速度に対する気液二相流の応答を詳細に評価することができる解析手法の開発を行っている。本報告では、詳細二相流解析コードTPFITをもとに開発した解析手法を用いて、地震加速度を付加した条件で気泡流挙動を評価する解析を行い、地震加速度に対する気泡流挙動の応答特性を評価するとともに、三種類の実験で得られた検証データベースと比較した結果を示す。
