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和田 裕貴; Le, T. D.; 佐藤 聡; 柴本 泰照; 与能本 泰介
Journal of Nuclear Science and Technology, 57(1), p.100 - 113, 2020/01
被引用回数：9 パーセンタイル：57.32(Nuclear Science & Technology)The rewetting front propagation may occur when the fuel rod is cooled by the liquid film flow after it is dried out under accident conditions for BWR cores. Our previous study has revealed importance of precursory cooling, defined as a rapid cooling just before the rewetting, which has a significant effect on the propagation velocity. To understand the mechanism of the precursory cooling, we conducted heat transfer experiments using a single heater rod contained inside the transparent glass pipe to measure heat transfer behavior with simultaneous observation using a high-speed camera. The results showed characteristic effects of the wall temperature on the liquid film flow and liquid droplets formation at the rewetting front, i.e. sputtering. Even when the liquid film flows in rivulets under adiabatic condition, horizontally uniformed rewetting front was observed with increasing wall temperature due to enhanced flow resistance by sputtering. This sputtering effect was also confirmed from observations of the liquid film thickness, which increased with approaching the rewetting front. Heat transfer coefficients were predicted roughly well with a single-phase heat transfer correlation with entrance effects, suggesting the thinner thermal boundary layer downstream of the rewetting front may be one of the precursory cooling mechanisms.
佐藤 聡; 和田 裕貴; 柴本 泰照; 与能本 泰介
Nuclear Engineering and Design, 354, p.110164_1 - 110164_10, 2019/12
被引用回数：14 パーセンタイル：76.85(Nuclear Science & Technology)原子力機構ではBWRの沸騰後遷移熱伝達、過渡限界熱流束及びリウェットに関する一連の実験研究を行ってきた。これまでに、異常過渡条件をカバーする実験データベースが開発されており、またリウェット現象における先行冷却の重要性が認識されるようになった。本論文では、原子炉停止機能喪失事象、炉心熱伝達へのスペーサの効果、機構論的モデル開発のための現象の物理的理解に焦点を当て、これまでに得られた主な結果と共に、本研究のアプローチを提示した。
和田 裕貴; 佐藤 聡; 柴本 泰照; 与能本 泰介; 佐川 淳*
Proceedings of 18th International Topical Meeting on Nuclear Reactor Thermal Hydraulics (NURETH-18) (USB Flash Drive), p.4518 - 4531, 2019/08
原子力機構では、液膜のドライアウト・リウェットを液膜の有無を超音波液膜測定によって実現するための技術開発を実施している。原子力工学分野における従来研究では、使用する超音波の搬送周波数が5MHzと比較的低く、最小液膜厚さの限界値が実用的に0.1mm以上の厚い領域に限られていた。さらに、液膜厚さを評価する際の信号処理方法が生データと共に明確に示されておらず、それに伴う測定の不確かさにおける議論が充分ではない。そこで、本研究では15MHzの中心周波数を有する圧電素子と独自の駆動回路を用いた超音波液膜厚さ測定装置を開発した。本発表では、本装置における液膜測定の妥当性の検証結果、鉛直管内を流れる上昇環状液膜流を測定した結果及び管内測定に際する測定部の詳細設計について報告する。
和田 裕貴; Le, T. D.; 佐藤 聡; 柴本 泰照; 与能本 泰介
Proceedings of 26th International Conference on Nuclear Engineering (ICONE-26) (Internet), 10 Pages, 2018/07
Dry-out and rewet for an anticipated transition without scrum (ATWS) become one of the important issues. In order to predict all of these phenomena, it is necessary to cover wide range of thermal-hydraulic condition, and the modeling of precursory cooling is one of the key issues on the prediction. To reveal the precursory cooling phenomena in the rewetting process, rewetting experiment was carried out using a single heater rod in a circular glass pipe with air-water system at atmospheric pressure. Liquid film front thermal and dynamic behaviors were measured by thermocouples and visualization with a high speed camera. To establish a new rewetting model, liquid film flow characteristics including roll wave behavior, and the mass and energy balance of the liquid film at the rewetting front considering effects of sputtering were summarized in this paper.
佐藤 聡; 和田 裕貴; Le, T. D.; 柴本 泰照; 与能本 泰介
Proceedings of ANS International Conference on Best Estimate Plus Uncertainties Methods (BEPU 2018) (USB Flash Drive), 12 Pages, 2018/00
本研究では、Post-BT熱伝達、液滴伝達率およびリウェット挙動を取得するため、BWRのAOOを模擬した条件において実験を行った。熱伝導方程式を解析的に解くことでリウェット挙動を調査し、リウェット速度、壁面温度および先行冷却と濡れ領域における熱伝達率の間の関係を把握した。さらに、Post-BT熱伝達とリウェット挙動へのスペーサ効果を調べるため、ATWS模擬条件において丸セル模擬スペーサを設置した実験を行った。これにより熱伝達率がモデルによる予測よりも増加すること、また低圧、高質量流束条件においてリウェット速度が増加することが示された。一連の実験を通して先行冷却が重要な役割を果たしていると考えられることから、先行冷却に着目した新しい実験を行い、リウェットフロント周辺の液膜と液滴の挙動が先行冷却メカニズムに与える影響を調べた。
譯田 真人*; 都留 智仁; 香山 正憲*; 尾崎 泰助*; 澤田 英明*; 板倉 充洋; 尾方 成信*
Acta Materialia, 131, p.445 - 456, 2017/06
被引用回数：38 パーセンタイル：81.09(Materials Science, Multidisciplinary)多くの合金元素が転位芯と強い相互作用を示す一方、SiやPやCuなどのいくつかの元素では転位のパイエルスポテンシャルを低下させる。本研究では第一原理計算を用いて、"Easy-core"転位構造とそれらの合金元素が積層欠陥エネルギー表面の変化と強く相関があることを示した。さらに、相互作用エネルギーを用いて希薄合金の臨界分解せん断応力を推定し、実験とよく一致することを示した。
坂中 章悟*; 吾郷 智紀*; 榎本 収志*; 福田 茂樹*; 古川 和朗*; 古屋 貴章*; 芳賀 開一*; 原田 健太郎*; 平松 成範*; 本田 融*; et al.
Proceedings of 11th European Particle Accelerator Conference (EPAC '08) (CD-ROM), p.205 - 207, 2008/06
コヒーレントX線,フェムト秒X線の発生が可能な次世代放射光源としてエネルギー回収型リニアック(ERL)が提案されており、その実現に向けた要素技術の研究開発が日本国内の複数研究機関の協力のもと進められている。本稿では、ERL放射光源の研究開発の現状を報告する。
和田 裕貴; 佐川 淳*; 佐藤 聡; 柴本 泰照; 与能本 泰介
no journal, ,
本液膜計測技術開発では、これまでに15MHzの中心周波数を有する圧電素子と独自の駆動回路を用いた超音波液膜厚さ測定装置を用いた静止液膜での高精度測定を実施してきた。本発表では、これまでに開発した液膜計測装置を用いて水-空気系における垂直管内を流れる上昇環状液膜流を測定した結果について報告する。
Le, T. D.; 和田 裕貴; 柴本 泰照; 与能本 泰介
no journal, ,
A rewetting phenomenon by liquid film propagation is one of key factors to evaluate peak cladding temperature and dryout duration after the occurrence of the post-boiling transition. The AESJ (2003) proposed the empirical correlation to predict the rewetting velocity in the anticipated operational occurrence conditions, which was recently applied to the evaluation of fuel rod surface temperature during an anticipated transient without scram for the safety review on the Japanese new regulation. Our previous studies have indicated the propagation velocity of the rewetting front is significantly affected by the heat transfer in the dried region immediately before the rewetting front, which is defined as precursory cooling (PC). The mechanism of the PC is still not clarified because of insufficient related studies. Therefore, this study visually investigates liquid film front behavior on a single heater pin surface with air-water flow at atmospheric pressure. Results showed oscillatory formation of dry patches in the liquid film in the vicinity of the rewetting front. This oscillation continued until the heated rod was completely cooled.
和田 裕貴; 佐川 淳*; 佐藤 聡; 柴本 泰照; 与能本 泰介
no journal, ,
本液膜計測技術開発では、これまでに15MHzの中心周波数を有する圧電素子と独自の駆動回路を用いた超音波液膜厚さ測定装置を用いた静止液膜での高精度測定を実施してきた。本発表では、これまでに開発した液膜計測装置を用いて水-空気系における垂直管内を流れる上昇環状液膜流を測定した結果および超音波シミュレーションソフトウェアComWAVEを活用した試験部設計について発表する。
和田 裕貴; 佐藤 聡; 柴本 泰照; 与能本 泰介
no journal, ,
原子力機構における原子炉熱水力関連の安全研究に関して実施した炉心熱伝達に係る研究のうち、リウェット時の液膜先端近傍での液膜挙動および熱伝達特性に関する結果について報告する。
小野寺 直幸; 下川辺 隆史*; 井戸村 泰宏; 河村 拓馬; 長谷川 雄太; 伊奈 拓也; 稲垣 厚至*; 平野 洪賓*; 下瀬 健一*; 小田 僚子*; et al.
no journal, ,
GPUスーパーコンピュータ上において、メートル解像度の風況シミュレーションに観測データをリアルタイムに同化した、都市街区内の風況デジタルツインの実現を目指している。二年目である2023年度は高精度に局所の風況を再現するために、局所アンサンブル変換カルマンフィルタ(LETKF)に基づくデータ同化手法をCityLBMに適用した。外力を加えた二次元等方乱流のデータ同化数値実験における検証では、LETKFにおいて64個のアンサンブルを使用することで、基礎的なデータ同化手法であるナッジング法と比較して1/16の粗い観測点で同程度の精度が得られることを確認した。また、三次元角柱周りの流れのデータ同化数値実験においても、LETKFを適用することで、観測で得られた角柱後方に発生するカルマン渦の位相を高い精度で再現できることを確認した。以上より、物体を含む非定常な流れを観測データに同化できる見通しが立ち、風況デジタルツインの研究開発が前進した。
和田 裕貴; 佐川 淳*; 広瀬 意育*; 佐藤 聡; 柴本 泰照; 与能本 泰介
no journal, ,
本研究では、パルスエコー法を利用した測定可能液膜厚さをより小さくするために中心周波数15MHzの圧電素子と独自の駆動回路を用いた超音波液膜厚さ測定装置を製作した。本装置では先行研究よりも使用する周波数が高いことから、0.2mm程度の液膜厚さまでは液膜内多重反射波が干渉することなく明確に分離して観測可能であり、それ以下の液膜厚さにおいても高い精度での液膜厚さ測定の可能性が示された。
石垣 将宏; 安部 諭; 和田 裕貴; 柴本 泰照; 与能本 泰介
no journal, ,
シビアアクシデント時の格納容器内熱水力挙動を評価するため、原子力機構では、水蒸気・空気の混合気体が壁面凝縮する際の熱流動挙動の詳細計測を実施している。本発表では、製作した蒸気・空気用の風洞装置(WINCS)の概要及び本装置による予備実験結果について報告する。
