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論文

Numerical investigation on unstable behaviors of cellular premixed flames at low Lewis numbers based on the diffusive-thermal model and compressible Navier-Stokes equations

Thwe, Thwe Aung; 門脇 敏; 日野 竜太郎

Journal of Thermal Science and Technology (Internet), 13(2), p.18-00457_1 - 18-00457_12, 2018/12

拡散・熱的(D-T)モデル及び圧縮性ナビエーストークス(N-S)方程式を用いて広域における低ルイス数セル状予混合火炎の不安定挙動について、反応流れ場の二次元非定常数値解析を行った。圧縮性N-S方程式によって得られた火炎の成長増幅率は、D-Tモデルによって得られたものより大きく、不安定領域は広いことが分かった。計算領域を広くした結果、大きなセル状火炎から分離された小さなセルの数は劇的に増加した。このとき、圧縮性N-S方程式に基づく数値結果では、より強い不安定挙動及びより大きな平均燃焼速度が観察された。併せて、圧縮性N-S方程式によって得られたフラクタル次元は、D-Tモデルによって得られたものよりも大きかった。加えて、放射熱損失が低ルイス数予混合火炎の不安定性を促進することを確認した。

論文

レーザ及びプラズマ切断時における粉じん挙動・比較調査

副島 吾郎; 岩井 紘基; 門脇 春彦; 中村 保之; 都築 聡*; 安永 和史*; 中田 吉則*; 久米 恭*

平成28年度公益財団法人若狭湾エネルギー研究センター研究年報,19, P. 9, 2017/10

熱的切断工法(プラズマ切断及びレーザ切断)を用いて、気中切断や水中切断を行った際に発生する粉じんの気中等への移行量、移行率及び性状等のデータを取得し、切断工法の違いや切断速度や出力等の切断条件を変化させた際の影響を調査した。

論文

Development of hydrogen behavior simulation code system; Outline of code system and validation using existing data

寺田 敦彦; 松本 昌昭*; 杉山 均*; 上地 優; 門脇 敏*; 日野 竜太郎

Proceedings of 23rd International Conference on Nuclear Engineering (ICONE-23) (DVD-ROM), 6 Pages, 2015/05

福島第一原子力発電所事故では、被覆管の酸化によって発生した大量の水素が原子炉建屋に漏洩し、水素爆発が引き起こることで環境に深刻な影響を与えるに至った。原子力発電所の安全対策のさらなる向上に向けて、特にシビアアクシデント時における、拡散流動、燃焼、爆発による構造物への影響を考慮した水素挙動を予測するシステムの開発を進めている。このシステムは、多くの研究者, 技術者を支援するために様々なCFD、及びFEMのツールで構成されている。本報では、開発を進めているシステムの概要と配管破断試験の予備解析にて良好な機能検証がえられた結果等を報告する。

論文

磁気顕微鏡による磁束観測

鈴木 淳市; 門脇 和男; 畑 慶明*; 岡安 悟; 西尾 太一郎; 掛谷 一弘*; 小田原 成計*; 永田 篤士*; 中山 哲*; 茅根 一夫*

低温工学, 38(9), p.485 - 492, 2003/09

最近、微小超伝導体に拘束された量子化磁束が特異な空間秩序を示すことが理論的に明らかとなり、注目を集めている。このような秩序化は、高い空間分解能を有する磁気顕微鏡により観測が可能である。われわれは、微細加工技術を利用した磁気検出コイルサイズの微小化とスタンドオフの縮小により、磁気顕微鏡の高空間分解能化に成功した。そして、この高空間分解能磁気顕微鏡を利用して、Nb、及び、YBa$$_{2}$$Cu$$_{3}$$O$$_{7-d}$$微小超伝導体の量子化磁束配列を観測することにより、量子化磁束配列の変化に対応した磁化の量子振動を明らかにすることができた。

論文

Flux quantanization in a superconducting microdisk

畑 慶明; 鈴木 淳市; 掛谷 一弘*; 門脇 和男*; 小田原 成計*; 永田 篤士*; 中山 哲*; 茅根 一夫*

Physica C, 388-389(1-4), p.719 - 720, 2003/05

近年、微細加工技術の発展とともに、微小領域(マイクロメーターからナノメーターオーダー)に束縛された超伝導体の磁束状態に興味が持たれている。通常の超伝導体では、磁束は$$rm phi_{0}$$に量子化されて超伝導体中に分布する。しかし、微小な超伝導体では超伝導体の大きさや形状に依存した磁束の配列が実現することが理論的に示されている。例えば、微小超伝導Diskでは外形の対称性を維持するために中央に外部磁場に対応して、量子磁束の整数倍の磁束強度を持つ巨大磁束が安定である。しかし、このような超伝導体の磁束観察に関する研究の報告はほとんど存在しない。そこで、走査型SQUID顕微鏡を用いてYBCO-Diskの磁束配列の観察を試みた。試料はFIB(Forcused Ion Beam)加工を用いて作成し、直径は$$rm 50 mu m$$である。走査型SQUID顕微鏡による磁束観察の結果、Disk中の磁束は外部磁場の増大に伴い個数が増加した。全ての磁束は量子化されており、巨大磁束は存在しなかった。

論文

Vortex imaging of magnetic superconductor HoNi$$_{2}$$B$$_{2}$$C by scanning SQUID microscopy

畑 慶明; 鈴木 淳市; 掛谷 一弘*; 門脇 和男*; 中山 哲*; 永田 篤*; 小田原 成計*; 茅根 一夫*

Physica C, 378-381(Part1), p.420 - 423, 2002/10

第二種超伝導体では、ある一定以上の磁場の下で超伝導体内部に量子化された磁束が侵入する。走査型SQUID顕微鏡を用いると、この量子化された磁束の振る舞いを直接観察することができる。磁性超伝導体では、磁性イオンを含まない超伝導体とは違い、この量子磁束に内部構造が見られることが理論的に示されている。しかし、その直接観察の例はこれまでにほとんど報告されていない。そこで、走査型SQUID顕微鏡を用いて磁性超伝導体$$rm RENi_{2}B_{2}C$$の量子磁束観察を行った。磁性超伝導体$$rm RENi_{2}B_{2}C$$系は低温での磁気的性質は磁性を担う希土類イオンの種類により大きく異なる。$$rm ErNi_{2}B_{2}C$$ではクラスター状に分布した量子化された磁束量子が観測され、印加磁場の増大にともなう磁束量子の密度の増加がみられた。磁性イオンを持たないYBCOの観察結果と比較的類似した結果が得られた。これに対して$$rm HoNi_{2}B_{2}C$$では量子磁束の数倍の強度を持つ大きな磁束とその周辺に逆向きの磁束分布が観測された。これは試料の持つ磁気モーメントと超伝導体中に侵入した磁束の和が量子化条件を満足するために見られる現象で、このような現象を直接観察したのはこれが初めてである。

論文

Static correlation and dynamical properties of Tb$$^{3+}$$-moments in Tb$$_{2}$$Ti$$_{2}$$O$$_{7}$$; Neutron scattering study

安井 幸夫*; 金田 昌基*; 伊藤 雅昌*; 原科 浩*; 佐藤 正俊*; 奥村 肇*; 加倉井 和久; 門脇 広明*

Journal of the Physical Society of Japan, 71(2), p.599 - 606, 2002/02

 被引用回数:77 パーセンタイル:8.55(Physics, Multidisciplinary)

強い磁気的フラストレーションを示すパイロクロア系物質,Tb$$_{2}$$Ti$$_{2}$$O$$_{7}$$,の静的及び動的磁気的性質をT=0.4Kまでの低温下で単結晶中性子散乱により研究した。30K以下の温度で磁気的散乱強度の波数依存性が顕著になり磁気的相関を示すことが明らかになった。その相関のエネルギー依存性から弾性,準弾性及び非弾性の成分が存在することが明らかになった。この静的相関を記述できるクラスターとして二つの四面体に属する7つのモーメントの配列を提案した。また1.5K以下で観測されるグラス的状態の原因についても議論した。

口頭

ITER向け直流-1MV絶縁変圧器の開発

渡邊 和弘; 山中 晴彦; 山口 耕平*; 門脇 慎*; 市村 智*

no journal, , 

ITER用プロジェクトにおいては、直流-1MVに絶縁された高電圧デッキに設置されるイオン源やイオン引き出し電源に交流電力を絶縁して供給するための絶縁変圧器が必要である。直流-1MVの絶縁性能と組立手順等を検証確認するために、絶縁変圧器のモックアップ試験体を開発した。高電圧の耐電圧試験を実施した結果、直流-1MV以上の十分な絶縁性能を確認できた。

口頭

水素挙動解析システムの構築に向けた取組み

寺田 敦彦; 上地 優; 日野 竜太郎; 松本 昌昭*; 杉山 均*; 門脇 敏*

no journal, , 

日本原子力研究開発機構では、水素の発生から拡散、燃焼、爆発に至る挙動を予測する水素挙動解析システムの構築を進めている。本報では、システムの概要と水素挙動解析システムの構築に向けた取り組みの一環として、OECD/NEAのISP47等のTOSQAN試験データを用いたコード検証事例を報告する。

口頭

水素挙動解析システムの構築に向けた取組み; 水素燃焼シミュレーション

寺田 敦彦; 上地 優; 日野 竜太郎; 杉山 均*; 松本 昌昭*; 門脇 敏*

no journal, , 

原子力機構では、水素の発生から拡散、燃焼・爆発に至る挙動を予測する水素挙動解析システムの構築を進めている。本報では、水素挙動解析システムの構築に向けた取組みの一環として、OECD/NEAプロジェクトで実施されたISP49のTHAI-HD22試験データによるコード検証を行い、実験結果の再現性が確認できたことを報告する。

口頭

Effects of propane addition on the instability of lean hydrogen-air premixed flames

Thwe, Thwe Aung; 日野 竜太郎; 門脇 敏*

no journal, , 

The effects of propane addition on the instability of lean hydrogen-air premixed flames were investigated experimentally. Flat burner of 60mm in diameter was used. Propane in fuel-air mixture was chosen as 1, 5, 10, 15 and 20%, the flow rate of premixture was set to 15L/min, and the equivalence ratio was set to 0.2 through 1.0. The experiments were carried out under the room temperature and atmospheric pressure. When the concentration of propane in fuel mixture was increased, lower lean flammable limit increased, cellular flame range decreased and planar flame range increased. When the equivalence ratio increased, cell width decreased, combination of cells appeared and cellular flame became flat at each case owing to the decrease of diffusive-thermal effect. The fluctuation of the light emission intensity became weaker and the torus shape of attractor became clear as the addition of propane suppressed the instability of the flame.

口頭

Simulation of the behavior of spherically expanding H$$_{2}$$-air premixed flame

Thwe, Thwe Aung; 日野 竜太郎; 寺田 敦彦; 門脇 敏

no journal, , 

XiFoamを用いて球状に膨張する水素-空気予混合火炎の挙動を調べるために二次元および三次元シミュレーションを行った。当量比は1.0に設定した。着火は分域の中心から始まり、火炎は球状に膨張してしわになった。得られた火炎半径は実験結果と一致した。

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