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宮村 浩子; 武宮 博; Wu, H.-Y.*; 高橋 成雄*
可視化情報学会誌, 36(143), p.152 - 156, 2016/10
福島第一原子力発電所の事故を受け、空間線量率に関する継続的な調査が実施されている。調査によって得られたモニタリングデータは、データベースに蓄えられて、広く公開されている。近年、空間線量率を空間・時間方向に詳細に計測することが可能になり、計測によって得られるデータは大規模化している。大規模データを可視化し解析するためには、表示するデータの数を削減し簡略化する必要が生じる。しかし、不用意にデータを削減すると、分布に関する重要な情報を見逃してしまうおそれがある。そこで我々は重要な特徴を保持しつつデータ数を削減し、可視化対象を簡略化する詳細度制御法を考案した。本手法では、微分トポロジー特徴解析によって分布の局所的特徴と大局的特徴を同時に抽出する。そして抽出した特徴を考慮した稜線縮退操作によって簡略化モデルを生成する。
Wan, T.; 大林 寛生; 佐々 敏信
可視化情報学会誌(USB Flash Drive), 36(Suppl.2), 8 Pages, 2016/10
An ADS Target Test Facility (TEF-T) will be constructed within the framework of J-PARC project. A LBE spallation target will be installed in the TEF-T, and be bombarded by high power pulsed proton beams. During the operation, the erosion/cavitation damage imposed on the target vessel might be a key factor that determines its lifetime. Therefore, an in-situ structural integrity evaluation technique for the TEF-T target is expected to be established to inspect the damage. The vibration of LBE target vessel excited by pressure waves, which caused by the heat deposition in a short time due to the pulsed proton beam injection, will be monitored remotely to establish the technique. In this study, the basic research was carried out to investigate the relationship between structural vibration and damage. Samples with global- and locally-distributed erosion/cavitation damage were remotely evaluated by using laser generator and detector of ultrasonic waves. The influences of number and depth of damage on sample to structural vibration were studied through experiments and numerical simulations. A technique, Wavelet Differential Analysis (WDA), was developed to quantitatively and clearly "visualize" the differences caused by damage in the vibration signals. The results showed that the structural vibration is very dependent on damage, and the developed technique is applicable of quantitatively indicate this dependency.
中島 憲宏; 西田 明美; 宮村 浩子; 飯垣 和彦; 沢 和弘
可視化情報学会誌(USB Flash Drive), 36(Suppl.2), 4 Pages, 2016/10
組立構造を意識した有限要素解析により、原子力プラント全体での俯瞰的な耐震裕度評価と各部ごとの詳細な評価技術を実現する手段として、FIESTA(Finite element analysis for structure of assembly)と呼ぶコードを開発するとともに、組立構造解析技術の研究を進めている。本報では、観測値と計算解の照合を具体事例で例証した結果の可視化技術について報告する。地震波としては、震源地でマグニチュード5以上の7波を使い、「京」コンピュータにより地震応答解析を実施した。結合部を有する複雑構造物である原子力プラントの振動解析/耐震性評価過程を、Visual Analytics手法により実施した内容について報告する。これにより「組立構造解析」で耐震性評価に不可欠な計算結果の「確かさ」を向上する方法論をVisual Analytics手法により提案できた。
大林 寛生; 平林 勝
可視化情報学会誌(USB Flash Drive), 36(Suppl.2), 2 Pages, 2016/10
J-PARCでは、原子力機構で研究開発を進めているPb-Bi冷却型加速器駆動核変換システム(ADS)候補材の冷却材流動下における材料照射後試験を主目的として、ADSターゲット試験施設(TEF-T)の実現に向けた研究開発を実施している。TEF-Tでは、ターゲット容器と呼ばれる箇所に候補材を格納し、ビーム窓を介して陽子ビームを照射する。TEF-Tの実現において重要な要素のひとつであるビーム窓は、陽子ビームの入射に伴う熱負荷により極めて厳しい条件に晒されるため、必要な冷却材流量を施設運転期間中に安定的かつ高精度に監視できる計測技術の確立が求められる。Pb-Bi系統の流量計測手法として、国内外を問わず電磁流量計が広く用いられて来たが、鋼材に対する腐食性の高いPb-Biの長期間流動下において、測定部である電極の損耗・劣化の他、析出物の堆積によって出力が安定しない問題が確認されている。このため、本発表では高温、高線量下での長期間運用に対応可能なPb-Bi循環流量監視システムの確立を目的として、超音波を用いた流量計測技術の開発を実施した結果について報告する。
北村 竜明*; 坂本 健作; 高瀬 和之
可視化情報学会誌, 35(Suppl.2), p.59 - 60, 2015/09
超臨界圧水冷却炉の炉心熱設計において、燃料被覆管材料の健全性及び信頼性の観点から被覆管表面最高温度は700
Cに制限されている。しかしながら、原子炉の熱効率を向上させるためには炉心出口冷却材温度を上昇させる必要があり、その結果として燃料被覆管表面温度の上昇を招くことが課題となっている。そこで、被覆管表面近傍の熱伝達率を向上させることによって燃料被覆管表面温度の低下を可能にするために、燃料被覆管表面温度が高温になる領域に対して乱れ促進用スペーサを設置することを計画した。本研究では、温度低下の妥当性を調べるために予備的なシミュレーションを行った。その結果、燃料被覆管表面温度の低下に対し、乱れ促進用スペーサが有効であること及び乱れ促進用のベーンの角度が温度低下に大きく影響することがわかった。
中島 憲宏; 宮村 浩子; 川上 義明; 河村 拓馬
可視化情報学会誌, 35(Suppl.1), p.233 - 238, 2015/07
機械構造物の想定される損傷の誘因定義し、これによる想定現現象を仮定し、損傷可能性箇所を分析する作業は、設計過程において重要である。本論では、地震による要因を例にとり、これにより想定されうる現象をシミュレーションし、その結果を数理的に分析することで損傷可能性箇所の情報可視化する技術を試作した。一般機械部品を例にとり、設計者が損傷可能性箇所を設計者の感性により理解するための手段として例証した。
北村 竜明*; 坂本 健作; 高瀬 和之
可視化情報学会誌, 32(Suppl.2), p.239 - 240, 2012/10
超臨界圧水冷却炉の熱設計を行ううえで、超臨界流体の伝熱流動を正確に把握できる解析手法の整備が重要である。臨界圧力よりも高い超臨界圧の状態では、温度の上昇に伴って流体の密度は連続的に減少する。しかも、任意の温度に対して密度変化の急な領域が存在し、その領域で流体の定圧比熱は極大値を示す。このような超臨界流体の特性を正確に予測するために、超臨界圧条件を模擬する流体熱物性値を導入した熱流動解析コードの開発を行っており、これまでに乱流モデルや並列計算手法の検討を行っている。本報では燃料集合体内の乱流混合に着目し、予備解析を行った結果について述べる。
光原 昌寿*; 原田 絵梨香*; 山崎 重人*; 池田 賢一*; 波多 聰*; 中島 英治*; 大塚 智史; 皆藤 威二
可視化情報学会誌, 31(122), p.98 - 103, 2011/07
ODSフェライト鋼の高温強度には、酸化物や相が寄与すると定性的には理解されているものの、高温強度や変形機構の解明に繋がる定量的な組織評価の研究例は少ない。本研究では、この点に着目し、強化の主役と考えられる酸化物の3次元的分散状態を定量評価する手法を確立し、実際の高温変形挙動との対応について検討を行った。3次元分布の取得には電子線トモグラフィーを、高温強度の評価には、コイルばねクリープ試験をそれぞれ用いた。
呉田 昌俊; 瀬川 麻里子; 高峰 潤
可視化情報学会誌, 31(122), p.116 - 121, 2011/07
研究用原子炉や大型加速器で発生させた大強度の中性子を利用することにより、類似の技術では実現できなかったさまざまな可視化や計測が実現している。本稿では、中性子ビジュアルセンシングの基礎と特長、定常中性子源を用いた高速度連続可視化計測技術、高速スキャン3次元動体可視化技術、マルチビーム3次元速度計測技術、パルス中性子源を用いた中性子エネルギー選択型可視化計測技術に関して原子力分野への適用例を中心に体系的に紹介する。これらの技術は、非接触で金属容器内の動体の高時間分解能での可視化、3次元速度の計測、物質を識別した可視化や計測などが実現しており、原子力機器の研究開発や産業機器内の可視化などに利用されている。
北村 竜明*; 坂本 健作; 高瀬 和之
可視化情報学会誌, 30(Suppl.2), p.359 - 360, 2010/10
原子炉本体やその付帯設備等の健全性を確保する補修技術の確立を目的として、3次元微細加工が可能なレーザーを利用した金属材料溶接技術の開発が行われている。この開発の一環として、金属材料溶接技術の最適化を目指して、レーザー照射による金属材料の溶融挙動を数値シミュレーションによって定量評価する手法の開発を行っている。本報告では、予備的に実施した金属溶融シミュレーションをもとに、可視化処理することにより、実験では確認ができなかった金属材料の溶融から凝固する挙動の過程を把握できることを確認した。これによって、溶接技術最適化のための数値シミュレーション技術の開発の見通しを得た。
高瀬 和之; 三澤 丈治; 吉田 啓之
可視化情報学会誌, 30(Suppl.2), p.25 - 26, 2010/10
地震発生時の原子炉燃料集合体の健全性を正確に評価するためには、燃料棒被覆管等の構造材への地震の影響を明らかにすることが必要であり、このためには、地震による沸騰二相流挙動への影響を詳細に把握することが必要である。しかしながら、原子炉内沸騰二相流挙動を実験的に評価することは容易ではないため、解析的に評価できる手法の開発が期待されている。そこで、日本原子力研究開発機構では、地震時における原子炉燃料集合体内沸騰二相流挙動の高精度予測を実現するために、原子炉定常運転時の沸騰二相流解析で実績のあるACE-3Dコードの改良を行っている。本報では、改良したACE-3Dコードの地震時沸騰二相流解析への適用性を調べるために、原子炉燃料集合体を簡略模擬した体系で解析を行い、振動周期や振動方向が沸騰二相流挙動に及ぼす影響を可視化表示した結果をもとに報告する。
宮村 浩子; 鈴木 喜雄; 武宮 博
可視化情報学会誌, 30(Suppl.1), p.269 - 272, 2010/07
われわれは時空間可視化の技術を提案する。この技術は時間,空間情報をマッピングする情報可視化技術であり、シミュレーションや実験データから特徴ある領域を指定することを容易にする。具体的には、ある物理値の時間,空間変化を、時間空間軸で構成された2次元空間のそれぞれの軸上に割り当てる。なお、われわれはこの技術を3次元仮想振動台に適用し、興味ある領域の発見を支援する技術であることを確認する。
宮村 浩子; 品野 勇治*; 大坐畠 智*
可視化情報学会誌, 30(Suppl.1), p.273 - 276, 2010/07
限られた表示スペースに大規模階層データを表示するビジュアリゼーション技術を提案する。階層データは、ノードとリンクから構成されており、リンクはノード間の親子関係を表す。これらノードとリンクはグラフィックスプリミティブによって表現される。しかし、これらのプリミティブ数が膨大であるとき、これらのプリミティブは限られた空間内では重なり合ってしまい、構造を理解することが難しい。そこで、ノードの空間密集度に応じて表示するグラフのスタイルを選択する適応的ビジュアリゼーション技術を提案する。
高瀬 和之; 菖蒲 敬久; 月森 和之; 村松 壽晴
可視化情報学会誌, 29(Suppl.2), p.113 - 114, 2009/10
ナトリウム冷却高速増殖炉の蒸気発生器伝熱管等の健全性を確保する補修技術を確立するため、3次元微細加工が可能なファイバーレーザーを利用した金属材料溶接技術の開発を実施中である。この開発の一環として、将来の金属材料溶接技術の最適化を目指して、ファイバーレーザー照射時の微細金属粉の溶融挙動の定量評価を数値シミュレーションによって可能にする手法の開発を行っている。本報では予備的に実施した溶融挙動シミュレーションの結果について報告する。本研究によって、レーザー照射による溶接技術最適化のための数値シミュレーション技術の実現に対して見通しを得ることができた。また、定量的な評価には金属粉の熱物性値やレーザー光の減衰特性などを正確に把握する必要がある等の課題を明らかにできた。
大林 寛生; 田坂 裕司*; 武田 靖*
可視化情報学会誌, 26(103), p.252 - 257, 2006/10
過去、液体金属の流動に関する研究は物理的な立場からのものが大半であったが、近年では工業分野での利用の増加に伴い、プラントなどの現場における計測の需要が急速に高まってきている。超音波流速分布計(UVP)は超音波を利用して流体中の速度場を知る手法であり、実験計測の現場における要求に十分に応え得る手法であると考える。本記事では、液体金属流動計測に本手法を適用した幾つかの例を示すとともに、今後の超音波計測技術の可能性を示した。
鈴木 喜雄; 松本 伸子; 井戸村 泰宏; 谷 正之
可視化情報学会誌, 26(Suppl.1), p.49 - 52, 2006/07
グリッド環境を用いた大規模シミュレーションの結果として遠隔地に分散して生成される大容量データを統合的に可視化するため、グリッド環境に最適な可視化システムが必要である。そのような可視化システムの重要な機能の一つとして、複数のCPUを用いて可視化処理を行える並列可視化がある。また、ローカルの計算機と遠隔地の計算機を併せて可視化処理に利用できる分散可視化も重要である。われわれはこれらの機能を含むツールキット(PST: Parallel Support Toolkit)を開発している。PSTは、ローカルと遠隔地の計算機を用いて3種類の並列化による可視化処理を実行することができる。本講演では、核融合シミュレーションから得られた大容量データを用いてPSTを評価した結果について示す。ここで、当機構に設置されているAltix 3700 Bx2及びPrismを用いた。これらの評価からPSTはグリッド環境における大容量データを効率的に可視化できるポテンシャルを有していることが見いだせた。
根本 寛幸*; 小木 浩通*; 椎名 保顕; 稲垣 照美*
可視化情報学会誌, 26(Suppl.1), p.1 - 4, 2006/07
潜熱蓄熱の蓄熱媒体中に発泡金属等を挿入すると、放熱時の伝熱促進には極めて有効であるが、融解時には内部自然対流及び接触融解が抑制される。そこで、融解時の伝熱促進特性の比較を可能にするために、実際の使用条件である熱伝達率一定の条件下における接触融解特性を、円筒カプセルを用いて実験及び解析により調べた。円筒カプセルとしては銅、及びアクリルを、蓄熱媒体としては水及びテロラデカンを用いた。解析から、熱伝達率一定の場合には、融解速度は初め小さく、時間とともに増加するが、これは実験とよく一致した。カプセル壁温は時間とともに上昇するが、上昇幅は水に比べてテトラデカンの方が大きい。また、アクリル壁温の非一様性もテトラデカンの方が大きく、内部自然対流の影響が示唆される。界面形状をビデオ撮影して観察した結果、融解中、固相が回転する様子が観察された。また、アクリルカプセルの場合には、銅カプセルと比べて非接触面の形状が大きく変化するため、液相と固相が接する面からの伝熱の影響を考慮する必要があることが示された。
久米 悦雄; 北村 竜明*; 高瀬 和之; 小瀬 裕男*
可視化情報学会誌, 25(Suppl.2), p.369 - 370, 2005/10
革新的水冷却炉の燃料集合体では、燃料棒まわりを流れる冷却材の領域が半径方向及び流れ方向に一定間隔を保つように複数のスペーサが設置されている。従来の研究から、スペーサ等の障害物の後流には乱れが発生することがわかっている。また、気液二相液膜流では、気相と液相の相対速度に依存して気液界面に発生するせん断力によって液膜中に大きな乱れが形成され、その結果、界面形状が不安定になることが理論的,実験的に明らかになっている。このような突起による乱れと界面不安定現象を原子炉熱設計に反映するためには、加熱液膜流挙動を正確に把握する必要がある。そこで、本研究では、革新的水冷却炉で想定されるスペーサ付き狭隘流路を簡略モデル化した体系で3次元解析を行い、加熱面上に形成される流体温度や流速などの予測結果から、加熱液膜流に及ぼす突起の効果や界面せん断力の影響を定量的に明らかにした。
高瀬 和之; 小瀬 裕男*; 吉田 啓之; 秋本 肇; 青木 尊之*
可視化情報学会誌, 25(Suppl.1), p.435 - 436, 2005/07
著者らは過渡的な界面構造を正確にとらえることができる界面追跡法を利用した二相流解析コードの開発を行っている。本報では革新的水冷却炉の炉心燃料チャンネルを流れる水-蒸気系気泡流を対象にして行った大規模シミュレーションの結果を可視的に検討した結果について述べる。具体的には、燃料チャンネルを模擬した一辺2mmの正方断面を有する矩形ダクト内に500個以上のマイクロバブルが存在する場合の気泡流解析を行い、微細な気泡は下流へと移行しながら合体し、次第に大きな気泡が形成される。その結果、気泡の合体により気液界面が大きく変形し、それに伴って発生する気泡周囲の流体の複雑な速度分布が気泡の合体をより促進させている、ことを明らかにした。
鈴木 喜雄; 齋 和憲*; 大野 暢亮*; 小山田 耕二*
可視化情報学会誌, 24(Suppl.1), p.443 - 446, 2004/07
近年、スーパーコンピュータの進展に伴い、科学分野においてさまざまな複雑現象の解析が可能となってきた。ここで、複雑現象の解析を行うための可視化手法の一つとして、没入型バーチャルリアリティ(VR)装置の利用が行われはじめている。一方、物理量の3次元的な分布を直感的に理解するための表示方法としてボリュームレンダリング法が広く用いられており、没入型VR装置においてもボリュームレンダリング表示が行われてきた。しかしながら、従来、ボリュームレンダリングに利用されてきた平面スライスサンプリング法では、視点がボリューム内部に没入した場合に、画質低下が著しいことが問題であった。そこで、本研究開発では、同心球面スライスサンプリング法を適用することにより、この問題解決を図った。これら二つの方法を没入型VR装置に実装することにより、両方法における画質と表示速度についての比較を行った。本講演では、これらの結果について報告を行う。
