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論文

Numerical simulation of heat transfer behavior in EAGLE ID1 in-pile test using finite volume particle method

Zhang, T.*; 船越 寛司*; Liu, X.*; Liu, W.*; 守田 幸路*; 神山 健司

Annals of Nuclear Energy, 150, p.107856_1 - 107856_10, 2021/01

 被引用回数:6 パーセンタイル:63.12(Nuclear Science & Technology)

The EAGLE ID1 test was performed by the Japan Atomic Energy Agency to demonstrate the effectiveness of fuel discharge from a fuel subassembly with an inner duct structure. The experimental results suggested that the early duct wall failure observed in the test was initiated by high heat flux from the molten pool comprising liquid fuel and steel. In addition, the post-test analyses showed that the high heat flux may be enhanced effectively by molten steel in the pool. In this study, a series of thermal-hydraulic behaviors in the ID1 test was analyzed to investigate the mechanisms of molten pool-to-duct wall heat transfer using a fully Lagrangian approach based on the finite volume particle method. The present 2D particle-based simulation demonstrated that a large thermal load on the duct wall can be caused by direct contact of the liquid fuel with nuclear heat and high-temperature liquid steel.

論文

Validation of three-dimensional finite-volume-particle method for simulation of liquid-liquid mixing flow behavior

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

Proceedings of 11th Korea-Japan Symposium on Nuclear Thermal Hydraulics and Safety (NTHAS-11) (Internet), 7 Pages, 2018/11

Computational fluid dynamics based on particle-based simulations with a fully Lagrangian approach is a powerful tool to understand thermal-hydraulic behaviors of multi-component, multi-phase flows involved in disrupted nuclear core during severe accidents. In this study, a validation study of 3D particle-based simulation using the finite volume particle method was performed for mixing flow behavior of two liquid phases with different densities in a pool. Fundamental experiments using water and silicon oil were also carried out for the present validation. An enhanced multi-phase scheme was introduced to provide accurate and stable calculations of multi-phase flows characterized by high density ratios. The simulation results of the experiments were given to demonstrate validity of the present simulation method and enhanced performance for simulations of mixing and separation behaviors of liquid-liquid two-phase flows in the pool.

口頭

EAGLE ID1炉内試験における溶融プール/ダクト壁熱伝達関する3次元粒子法シミュレーョン

坂口 和也*; 船越 寛司*; 加藤 正嗣*; Liu, X.*; Liu, W.*; 守田 幸路*; 神山 健司

no journal, , 

高速炉の炉心損傷事故における再臨界回避方策として内部ダクト付き燃料集合体(FAIDUS)が提案されている。本研究では、FAIDUSの早期燃料排出機能を実証するために実施されたEAGLE ID1炉内試験を対象に3次元粒子法シミュレーョンを行い、燃料ピン束の崩壊による溶融燃料/スティールの混合プール形成後の溶融プールからダクト壁への熱伝達機構を明らかにするための解析的検討を行った。

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

気液界面で液体エントレインメントを伴う気泡膨張挙動に関する数値シミュレーション

中村 武志*; 坂口 和也*; 船越 寛司*; Liu, W.*; 守田 幸路*; 神山 健司

no journal, , 

高速炉の炉心膨張過程において、気液界面で発生する液体のエントレインメント挙動は、気泡成長と運動挙動に影響を与える。本研究では、Corradiniが提案したエントレインメントモデルの妥当性を検証するとともに、同モデルを導入したSIMMER-IIIコードによる炉心膨張模擬試験の解析を行い、その適用性を検討した。

口頭

EAGLE ID1炉内試験における溶融プール/ダクト壁熱伝達に関する3次元粒子法シミュレーョン

坂口 和也*; 船越 寛司*; 加藤 正嗣*; Liu, X.*; Liu, W.*; 守田 幸路*; 神山 健司

no journal, , 

高速炉の炉心損傷事故における再臨界回避方策として内部ダクト付き燃料集合体(FAIDUS)が提案されている。本研究では、FAIDUSの早期燃料排出機能を実証するために実施されEAGLE ID1炉内試験を対象に3次元粒子法シミュレーションを行い、燃料ピン束の崩壊による溶融燃料/スティールの混合プール形成後の溶融プールからダクト壁への熱伝達機構を明らかにするための解析的検討を行った。

口頭

溶融混合プールから構造壁への熱伝達挙動に関する3次元粒子法シミュレーション

船越 寛司*; 加藤 正嗣*; Liu, X.*; Liu, W.*; 守田 幸路*; 神山 健司

no journal, , 

高速炉の炉心損傷事故における再臨界回避方策として内部ダクト付き燃料集合体(FAIDUS)が提案されている。本研究では、FAIDUSの早期燃料排出機能を実証するため、3次元粒子法シミュレーションにより、燃料ピン束の崩壊による溶融燃料/スティールの混合プール形成挙動および溶融プールからダクト構造壁への熱伝達に関する一連の多成分多相流の熱流動現象について解析的検討を行った。

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