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朝倉 和基; 下村 祐介; 堂野前 寧; 阿部 和幸; 北村 了一; 宮越 博幸; 高松 操; 坂本 直樹; 磯崎 涼佑; 大西 貴士; et al.
JAEA-Review 2021-020, 42 Pages, 2021/10
JAEA-Review-2021-020.pdf:2.95MB
原子力の研究開発施設から発生する放射性廃棄物の処理処分は、取り扱う核燃料物質や材料が多種多様なこと等を踏まえ、放射能濃度を求める必要がある。大洗研究所は、廃棄物を処理する施設のみならず、廃棄物を発生させる施設も含め、埋設処分を見据えた検討に着手している。本報告書は、大洗研究所内で発生する放射性廃棄物の埋設処分に向けて、主要課題のひとつである放射能濃度評価手法について、令和2年度の検討結果を取りまとめたものである。
林津 雄厚*; 芹澤 茂*; 山崎 哲夫*; 梅山 信昭*; 森内 茂*; 半田 博之*; 大西 良一*; 竹村 守雄*; 茅野 政道; 永井 晴康; et al.
Proceedings of 16th Pacific Basin Nuclear Conference (PBNC-16) (CD-ROM), 6 Pages, 2008/10
原子力安全技術センターで運用されているSPEEDIの予測精度を評価するために、予測気象場による線量分布予測結果と気象観測データを用いた解析気象場による線量分布解析結果の比較を行った。比較試験は、原子力発電所13施設を対象として2005年4月から1年間週1回の頻度で実施し、日中,夕刻,夜間,朝の時間帯にそれぞれ放射性希ガスを1Bq/hで6時間放出したときの外部被ばく線量分布を求めた。約2500ケースの試験結果を統計解析した結果、次の予測精度情報が得られた。(1)最大線量値の比は対数正規分布を示し、中央値0.77倍,99.7%信頼限界の範囲0.09から6.2,(2)高線量域の方向が3方位内で一致する頻度61%,(3)高線量域の距離の差は正規分布を示し、平均値-0.1km,99.7%信頼限界の範囲-6.2から6.0kmであった。
栗原 良一; 渡辺 健一*; 小西 哲之
JAERI-Review 2003-020, 37 Pages, 2003/07
JAERI-Review-2003-020.pdf:2.08MB
日本原子力研究所で概念検討している将来の核融合原型炉は、系全体の熱効率を上げるために炉内機器の冷却材として超臨界圧水を使用する設計にしている。したがって、核融合原型炉の真空容器内でブランケット冷却配管が破断した場合に、超臨界圧水の放出挙動を評価することは安全性を確保するうえで重要である。しかし、それを正確に評価するためには、超臨界圧水ブローダウンの熱水力現象を解析しなければならない。そこで、現時点で実際に使用されている超臨界圧水冷却火力発電プラントにおいて、ボイラー火炉やタービン内で冷却水が噴出した場合の実験や解析が行われていないか、国内外の公開文献を調査した。また、将来の軽水炉として東京大学で設計された超臨界圧水冷却軽水炉のLOCA解析コードについて、超臨界圧水の熱伝達式に関する評価式等を調査した。核融合実験炉ITERモデルの真空容器内冷却水漏洩事象(ICE)の評価に用いたTRAC-BF1コードは、蒸気表や構成式が21MPa,374
C以上の超臨界圧水に対応していない。そのため、超臨界圧水冷却の核融合炉においてICE事象が発生した場合の評価ができるようにTRAC-BF1コードを改良するうえで必要な課題について調査した。
小西 哲之; 飛田 健次; 西尾 敏; 岡田 英俊*; 栗原 良一
Fusion Science and Technology, 41(3), p.817 - 820, 2002/05
実験炉の次の段階のデモ炉にむけたトリチウム工学に関する技術的課題をレビューした。トリチウム燃料の安定供給は重要である。初期装荷トリチウムが原型炉において自給できることは指摘したが、一方余剰のトリチウム生成も問題であり、増殖率TBRの制御は今後核工学の観点で検討が必要である。トリチウムプロセス,安全の問題の力点は燃料から熱媒体に移る。事故時の安全対策は基本的にはとじ込めと除去系によるが、通常運転での放出量制御は空気及び熱媒体からのトリチウム除去回収プロセスの性能に依存する。環境影響も通常時放出が生態系に及ぼす複雑な影響が重要となる。これらの問題はいずれもエネルギーとしての核融合の社会経済的評価に影響を及ぼすので、その観点からのプラント概念の構築が必要である。
大西 亮一*; Guo, Z.*; 今村 俊幸; 平山 俊雄
GMD Report 132, 1 Pages, 2001/04
原研計算科学技術推進センターでは多原理統合手法に基づいたシミュレーションの統合の研究が進められている。緩連結(loosely coupled)した流体-構造コードは、その先駆的なコードとして原研で開発され、さらに複数並列計算機を統合した環境下でその効果が確認されている。これまでの研究では、複数コードの連結には独自に開発したインターフェースを利用してきたが、ドイツ情報処理研究所(GMD)が開発したMpCCI(Mesh based Parallel Code Coupling Interface)を利用することにより複数アプリケーションの結合を各アプリケーションと分離した形で取り扱うことができるようになる。本報告では構造解析部分にMECANOとよばれる商用コードを利用しており、商用コードとのインターフェイスを準備することで商用コード間の結合がなされたことを示す。また、原研が開発してきた異機種並列計算機間通信ライブラリStampiとMpCCIを結合させた新たなライブラリの利用を通じて、将来異機種環境での効率的なアプリケーションの実行を計画していることも併せて報告する。
Guo, Z.; 大西 亮一*; 木村 俊哉*; 平山 俊雄
Proceedings of International Conference on Computational Engineering & Science (ICES 2001) (CD-ROM), 6 Pages, 2001/00
気象、計算生体科学、新素材開発や航空宇宙等の分野において多原理物理問題を統合的に解析するため、異種解析手法を用いた連成解析が有効な手法と知られており、近年弱結合と呼ばれる連成解析の研究が盛んに行われている。弱結合を用いた数値解析は境界における物理量を平衡方程式より解くことではなく、保存則を保ちながら陽的に定義することにより行われる。このため、数値解析は収束性が著しく向上することのみならず、高性能な市販解析コードの有効利用や最適な計算機の組合(研謂,メタコンピューティング技術の利用)も可能になり、より精度良く効率的に行うことができる。一方、陽的な境界条件の情報伝達は通常、計算モデルがそれぞれ個別に離散化されるため、従来困難とされている。本研究はGMDの開発したMpCCIの市販解析コードへの実装とそれによる異モデル間の情報伝達を行い、空力-構造の連成解析を試みた。
栗原 良一; 西尾 敏; 小西 哲之
Thermal Stresses 2001, p.81 - 84, 2001/00
トカマク型核融合動力炉において、プラズマから高熱流束を受けるブランケット第一壁は、照射損傷などにより亀裂が発生する可能性がある。DREAMのSiC/SiC複合材料製ブランケット第一壁に亀裂を想定して、亀裂周辺の応力状態を調べるため有限要素法解析を行った。その結果、亀裂周辺の応力は圧縮応力状態になるが、亀裂先端のごく近傍では許容応力以上の引張と圧縮の応力集中が発生した。今後、亀裂の安定性及び限界亀裂寸法を正確に評価するために、クリープによる応力緩和等を考慮した破壊力学的評価法の開発が必要である。
大西 亮一*; Guo, Z.*; 木村 俊哉*; 岩宮 敏幸*
Proceedings of 4th International Conference on Supercomputing in Nuclear Applications (SNA 2000) (CD-ROM), 12 Pages, 2000/09
多重原理複合計算の研究として、流体計算と構造計算の連成計算を行う基礎システムを、原研複合並列計算機システム上に統合化し、三次元翼の空力弾性計算を試みた。本論文では、ひととおりのシステム統合化を行うことにより得られた実践的アプローチを示している。主な特徴は次のとおりである。(1)非定常圧縮性流体を高解像度に解くオイラー流体コードと、直接積分法による構造コードをLoose Coupliing方式で統合化した。(2)流体コードと構造コードを分散処理化し同時実行するとともに、並列処理化を図り計算時間の低減に努めた。(3)流れ場と構造が一体化されたハイブリッドな格子を用いて連成計算を行った。(4)流体と構造間のインターフェースのために、移動格子と荷重変換の処理系を実現した。論文中では,基礎方式,実現方式,方式採用に至る議論,三次元翼解析への適用結果,などを述べた。
大西 亮一*; 木村 俊哉; Guo, Z.*; 岩宮 敏幸*
CEAS/AIAA/ICASE/NASA Langley Int. Forum on Aeroelasticity and Strucrual Dynamics 1999, (2), p.483 - 489, 1999/06
空力弾性解析のための計算モデル構築技法について述べる。モデルは流体力学と構造力学の計算コードを用いて空気力学的な構造変形と応力変化を動的に計算するためのもので、問題として高アスペクト比後退翼の遷音速流中での弾性変形計算に適用した例を示す。また、分散処理を適用し、複合シミュレーションを用いるための複合環境構築のためのアプローチ等を示す。
大西 亮一*; 木村 俊哉; 武宮 博*; 郭 智宏*
航空宇宙技術研究所特別資料, (41), p.47 - 52, 1999/02
空力構造連成計算のためのシミュレータを開発し、複数の並列計算機から成る環境に適用を図った。連成計算は、高アスペクト比翼の空力構造モデルを用いてNavier-Stokes式を構造方程式と結合させ解くことにより行っている。空力と構造の力学計算コードは、互いの終了を待たない同時実行方式で処理され、両コードを逐次的に実行した場合より計算時間において約20%短縮することができた。シンポジウムではシミュレータの概要、超臨界翼を用いた計算事例、及び空力と構造の計算をそれぞれ異なる種類の計算機上で実行し連成計算を試みた結果を示す。
大西 亮一*; 木村 俊哉; Guo, Z.*; 岩富 敏幸*
A Collection of the 17th AIAA Applied Aerodynamics Conf. Technical Papers, p.492 - 496, 1999/00
遷音速翼の空弾性計算モデルを構築し、並列計算機上で計算を行った例を示す。モデルは圧縮性流体計算と非線形構造計算を行うためのもので、翼の外部内部構造を有限差分法格子と有限要素法格子により作ったものである。講演会では、モデル構築手法、並列計算機上でのインテグレーション手法、モデルの振動モード解析と揚力分布計算、及び分散計算での性能測定等を示す。
木村 俊哉; 大西 亮一*; 太田 高志*; Guo, Z.*
Parallel Computational Dynamics, p.267 - 274, 1999/00
並列計算機上において、流体力学と構造力学の相互作用する問題を解析するための計算コードを開発した。流体解析は3次元のオイラー方程式を有限差分法を用いて移動格子上で解き、また構造解析は構造運動方程式を有限要素法を用いて解いている。流体解析コード、構造解析コード、格子形成コードはMPMD形式で、異なるプロセッサグループ上に分配されデータ交換を行いながら並列に計算を進める。
木村 俊哉; 武宮 博*; 大西 亮一*
Proc. of 14th AIAA Computational Fluid Dynamics Conf., 11 Pages, 1999/00
流体・構造連成シミュレーションに対して分散並列計算を行った。流体計算をベクトル型並列計算機、構造計算をスカラ型並列計算機上でそれぞれ独立して行い、流体領域、構造領域の境界データをネットワーク経由で交換することで流体・構造の連成を行う。計算を異なる並列計算機に分散させることで計算の高速化が可能になり、1台の並列計算機で計算を行うよりもより高速な計算が可能になった。
大西 亮一*; 木村 俊哉; 太田 高志*; 郭 智宏*
航空宇宙技術研究所特別資料, p.265 - 269, 1998/02
構造変形を考慮した空気力学的特性の評価のために、流体解析と構造解析の連成を行う方程式を示す。Navier-stokes式による流体コードと、有限要素構造解析コードをMPMD方式で並列的に実行する手法を述べる。流体コードと構造コードの連成計算は、圧力や変位を両コード間で交換しながら進める。この為、流体格子と構造要素の合体格子の生成、構造荷重の設定や構造変形に適合させた流体格子変形についても、方式案を示す。
大西 亮一*; 木村 俊哉; 郭 智宏*; 岩宮 敏章*
AIAA-98-4837, p.1004 - 1010, 1998/00
流体構造連成計算のための形状モデルの自動生成を行い高アスペクト比翼の遷音速空弾性解析を試みた。モデルは概念設計レベルで必要とされる、中規模精度モデルで内部と外部構造の多面体で構成され、流体力学計算格子と構造有限要素の生成に使用される。このようなデータを連成計算プログラムに入力し、連成計算を行った。プログラムは、流体計算と構造計算を並列的に行う方式と、逐次的に行う方式のものを準備し、計算結果と計算速度の比較を行った。これより、計算結果に大差は無い反面、並列実行を行った場合60%以上の処理速度向上が得られた(VP-300上にて)。本研究で試みた方式や得られた知見は、複合シミュレーションの実現に対し、有益である。
大西 亮一*; 木村 俊哉; 太田 高志*; Guo, Z.*
Parallel Computational Fluid Dynamics, p.667 - 673, 1998/00
流体力学と構造力学の連成を行い、空力と構造の相互作用を考慮した総合的な特性評価を行うシミュレータの開発について記述する。本研究は航空宇宙技術研究所との共同研究で行っているもので、本論文では流体コードと構造コードを並列処理により統合する方式、圧力や構造変形データを両コード間で変換しながら連成計算を進める為の方式等を述べる。又、流体力学計算は有限差分法で、構造力学計算は有限要素法で数値的に解く為、流体用の差分格子と構造用の有限要素法を合成した連成格子の自動生成方式についても述べる。大規模計算コードの接合による連成計算は並列計算機にとって最も適した問題と言え、今後盛んに行われる分野と思われる。
大西 亮一*; 木村 俊哉; 岩宮 敏幸*; Guo, Z.*
Proc. of 16th AIAA Applied Aerodynamics Conf., p.41 - 47, 1998/00
空力弾性解析を行うための連成計算システムの開発に関し、システム構成、並列計算機上での実装方式、高速航空機の主翼の遷音速空弾性計算に適用した例を示す。主翼の一次・二次構成をモデル化し、変形可能な流体格子と構造要素を合体生成し、連成計算のソルバーコードによって計算を行う。空力コードはNavier-Stokes式を有限差分法により解くものを、構造コードは非線形構造式を有限要素法により解くものを用い、両者の同時実行によって連成計算を実現している。このためにMessage Passing Interface(MPI)ライブライリを使い並列処理を大幅に適用した。本研究の特徴は、内部構造も含む複雑構造物の計算モデルを構築し、直接解法による3次元空弾性計算を精密に解く点にある。これにより、翼桁やりで等の配置や、衝撃波生成や翼端渦発生等、現実的な状況でのシミュレーションを行うことを目標としている。
太田 高志*; 大西 亮一*; 木村 俊哉; 郭 智宏*
計算工学講演会論文集, 2(1), p.121 - 124, 1997/05
流体と構造の連成問題は航空機の空力弾性などで重要なものであるが、異なる物理が相互作用する複雑な動的現象であるために、解析、実験共に困難な問題である。計算による解析は従って重要な課題であるが、それぞれ単独でも時間のかかる計算であり、全体のシステムでは、サイズ、時間共に非常に大きなものとなるためこれも困難であった。本講演では並列計算環境において流体及び構造の連成シミュレーションシステムを開発するのに当たり、その設計と開発の現状、問題点などを報告する。
木村 俊哉; 大西 亮一*; 太田 高志*; 郭 智宏*
第11回数値流体力学シンポジウム講演論文集, p.325 - 326, 1997/00
流体-構造連成問題に対する並列化された連成解析コードを開発した。流体の基本方程式は3次元のオイラー方程式で、移動する一般座標系において有限差分法を用いて解く。構造解析は有限要素法を手法化としたITAS-Dynamicコードを用いる。それぞれのコードは領域分割法及び手続き分割法によって並列化されている。さらに格子形成用のコードを加えて、それぞれのコードに適当な数のプロセッサを割り当てて、全体としてMPMD形式で並列化されている。開発したコードを翼の空力弾性問題に応用する。
社本 真一; 松浦 直人*; 赤津 光洋*; 伊藤 孝; 梶本 亮一; 森 道康; 大西 弘明; 中村 充孝; 河村 聖子; 柴田 薫; et al.
no journal, ,
イットリウム鉄ガーネットのマグノン状態密度をJ-PARC/MLFのスぺクトロメーター, DNA, AMATERAS, 4SEASONSを用いて0.02meVから20meVまで調べた。このエネルギー領域のエネルギー依存性は単純な平方根関数でよく表すことができた。