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川崎 信史; 細貝 広視*; 古橋 一郎*; 笠原 直人
日本機械学会2006年度年次大会講演論文集, Vol.1, p.959 - 960, 2006/09
熱流動-構造統合解析法と実験計画法を用いて、革新的高速炉の炉心支持構造において、手動トリップ時に発生する熱応力を評価した。その結果、システムパラメータの不確定性により最大発生熱応力は、ノミナル発生熱応力より15
18%増加することがわかった。熱過渡曲線に安全係数を加える従来の設計手法では、ノミナル発生熱応力より6368%高い応力を最大熱応力と評価しており、熱流動-構造統合評価を実施することにより、約40%過度に評価されていた最大発生熱応力を適正に評価できる。
猪狩 敏秀*; 高尾 伸行*; 大谷 知未*; 柴本 宏; 笠原 直人
日本機械学会2006年度年次大会講演論文集, Vol.1, p.957 - 958, 2006/09
高速増殖原型炉の蒸気発生器管板は平板形状であったのに対して、実用炉には球形管板の採用が計画されている。球形管板の場合、構造解析上は3次元形状として扱う必要があり、原子力構造として現実的な設計手法が確立していないという課題がある。そこで、既存のASME Boiler and Pressure Vessel Code Sec.3 A-8000(1)の平板管板構造設計手法に関する知見を踏まえて、球形管板の構造設計手法を開発することを目的として本検討を行った。検討の結果、下記を明らかにした。(1)HCM12A(12Cr鋼)製球形管板の等価中実体の巨視的な弾塑性/クリープ挙動は、平管板に対する著者らの推定法を改良することで推定可能である。(2)球形管板の弾塑性ひずみ集中係数には角度依存性があり、鋭角になるほど大きい。(3)球形管板の部分孔空きモデルは、全体孔空きモデルと対応する非弾性挙動が得られ、その有効性が確認できた。(4)球形管板の孔無しセクタモデルは、孔縁部の応力推定法と組合せることで、全体孔空きモデルと対応する弾性挙動が得られ、簡易モデルとして有効である。
渡部 修*; Bubphachot, B.*; 笠原 直人; 川崎 信史
日本機械学会2006年度年次大会講演論文集, Vol.1, p.117 - 118, 2006/09
応力再配分モデルに基づき有孔板の高温疲労強度評価を実施した。孔径と孔の個数をパラメータに取り、SUS304有孔板の550
Cでのき裂発生寿命と破損寿命を評価した。
高瀬 和之; 吉田 啓之; 玉井 秀定; 小瀬 裕男*; 青木 尊之*; Xu, Z.*
日本機械学会2006年度年次大会講演論文集, Vol.2, p.39 - 40, 2006/09
次世代型軽水炉の燃料集合体を対象にして、開発中であるシミュレーションを主体とした炉心熱設計手法を使って複雑な二相流挙動の予測評価を行った。使用したコードは著者らが開発している界面追跡法を改良したTPFITと商用コードとして世界的に有名であるFLUENTである。TPFITは気液二相流現象の高精度予測が可能であり、FLUENTは非構造格子による複雑流路形状の解析が可能である。本研究によって、燃料棒表面を流れる液膜の挙動,燃料チャンネルを流れる気泡の挙動,スペーサ領域で飛散する液滴の挙動などの詳細を定量的に把握することが可能になり、熱設計精度向上に関しての見通しが得られた。
椎名 保顕; 石川 広太*; 菱田 誠*; 田中 学*
日本機械学会2006年度年次大会講演論文集, Vol.3, p.173 - 174, 2006/09
相変化物質を多孔体中に含浸させて実効熱伝導率を向上させる伝熱促進法の、融解時における有効性を調べるために、水平流体層に垂直に円柱細線を張り、自然対流熱伝達について調べた。自然対流発生の臨界レイリー数及びヌッセルト数を、ダルシー流れを仮定して解析により求め、実験と比較した。実験では空隙率及びレイリー数を0.8221及び10
から10
の範囲で変えた。その結果、実験範囲では空隙率が高く、厳密にはダルシー流れは成立しないこと,そのため、臨界レイリー数は実験の方が理論よりも高くなるが、空隙率が減少すると差は小さくなること,空隙率が1に近い場合、ダルシー流れの場合と異なり、円柱細線の挿入によりヌッセルト数は低下することが示された。
村松 壽晴
日本機械学会2006年度年次大会講演論文集, Vol.7, p.139 - 140, 2006/09
ナトリウム冷却高速増殖炉の多目的最適化設計作業に資するため、自由液面プレナムにおけるカバーガス巻込み挙動と渦度分布に関する熱流動シミュレーションを行った。さらに、二重ディッププレート部ラビリンスギャップ6種類を設計変数とし、2水準系直交表に基づいた数値解析と6応答変数に対する応答曲面近似を行い、ガス巻込みを抑制可能な幾何形状を明らかとした。以上より、多目的最適化設計手法の実用化に向けての技術的見通しを得た。
近藤 昌也
日本機械学会2006年度年次大会講演論文集, Vol.7, p.69 - 70, 2006/09
流れに垂直に置かれた円柱のロックイン振動を1次元の運動方程式と実験式を用いてモデル化し、インライン方向振幅を予測した。非線形問題であるため、解を求めるにあたってはこれまでに実施した実験から得られた知見を元に幾つかの仮定を導入した。加えて、円柱先端が描く軌跡の形状と換算流速との関係を実験式として取り入れた。その結果、予測値は代表的な実験データと若干異なるものの、減衰の影響も含めて換算流速に対する振動振幅の変化をほぼ定性的に予測できた。
木村 暢之; 林 謙二; 上出 英樹
no journal, ,
流体中で発生する温度変動が構造材に伝わることにより、構造材に発生する熱疲労を評価することは重要である。本研究では、非定常熱伝達特性に対する構造材の熱物性の影響を評価するために、構造材材質(アクリル,SUS316,銅)をパラメータとした水試験を実施した。その結果、壁面近傍位置では、アクリルに比べ、SUS316,銅の金属材の場合に温度変動強度が小さくなる傾向を示した。また、流体と構造の温度変動の伝達関数から求めた熱伝達率は、熱拡散率が大きい構造材ほど大きくなった。
渡辺 正
no journal, ,
浮遊液滴は、容器壁の影響を受けないため、高温の溶融金属の物性測定に利用される。液滴は、静電力等の外力により制御され、変形振動の振動数から表面張力を、また、振動の減衰から粘性を、それぞれ線形理論に基づいた関係式により求める。本報告では、液滴の振動と回転について3次元数値シミュレーションを行い、振動振幅及び回転の振動周波数に及ぼす影響について検討した。その結果、振幅の増加に伴い液滴内部の圧力差が増加すると振動周波数は減少し、また、回転に伴い圧力差が減少すると振動周波数が増加することが明らかとなった。
高田 孝*; 山口 彰*; 須田 一則; 大島 宏之
no journal, ,
ナトリウム冷却高速炉の蒸気発生器でのナトリウム(Na)-水反応による隣接伝熱管等の周辺構造への影響を、機構論的に評価することを目的に開発した数値解析手法を用い、Na側(蒸気発生器胴側)圧力及び、伝熱管群を有する複雑流路が最高温度や反応領域の広がりに及ぼす影響を評価した。Na側圧力に関しては、最高温度に対する影響は小さいが、反応領域の下流側への発達に影響を及ぼすことが判明した。伝熱管群を有する体系の場合、反応に伴う高温領域が伝熱管群のインライン方向に発達する傾向が見られた。本解析結果を実験結果と比較すると、解析では温度を若干過大に評価する傾向が見られるが、反応領域の広がりや漏えい量はおおむね一致しており、開発した数値解析手法による反応領域の詳細評価が妥当である見通しを得た。
松岡 浩; 菊池 範子*
no journal, ,
原子炉システム内の大域的な熱流動挙動は、「パッケージフローモデル」で簡易に概算ができ、近年の高性能パソコンでは、パラメータの連続変更による瞬時感度解析を通じて安全余裕に関する半定量的な感覚を手元で実感することも可能になった。これは、新型原子炉の概念設計など、専門家が自らの直感や経験に基づく半定量的な感覚を確認し、最適設計を探索する際に役立つ。将来は、局所的な流動解析が得意な「格子ガス法」を組み込むことで、複雑な局所形状等も考慮できる原子炉システム過渡挙動解析手法に発展することが期待される。