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吉田 啓之; 鈴木 貴行*; 高瀬 和之
日本混相流学会年会講演会2010講演論文集, p.344 - 345, 2010/07
加速器駆動未臨界炉では熱的に厳しいターゲット窓の利用を回避するため、冷却材-ガス間に形成した自由表面をターゲット境界として利用するウィンドウレスターゲットの採用が検討されている。この設計で必要な自由表面挙動を予測するため、原子力機構では、詳細二相流解析コードTPFITによる設計手法を開発している。本報告では、水-蒸気実験を模擬した解析をTPFITで行い、その適用性を評価した。その結果、TPFITにより、実験結果と定性的に一致する界面形状を再現できることを確認するとともに、ターゲット中心部に見られる再循環についても評価できることを確認した。
中塚 亨; 三澤 丈治; 吉田 啓之; 高瀬 和之
日本混相流学会年会講演会2010講演論文集, p.348 - 349, 2010/07
原子力機構では、超臨界圧軽水冷却炉の炉心熱設計精度の向上を目的として、ラージ・エディ・シミュレーションによる超臨界圧流体の乱流熱伝達率予測手法を開発している。本報では、九州大学で実施した超臨界圧フレオンを用いた円管内熱伝達試験データをもとに実験解析を行った結果について報告する。本研究の結果、超臨界圧流体の場合には、主流に比べて壁面近傍での物性値依存性が大きく、それが乱流構造に影響して、伝熱劣化の要因の一つになっていることが予測された。開発した手法により、超臨界圧流体の乱流熱伝達率の予測に目途が得られた。
三澤 丈治; 吉田 啓之; 高瀬 和之
日本混相流学会年会講演会2010講演論文集, p.92 - 93, 2010/07
熱流体と構造体が相互に作用する条件に対する解析手法開発の一環として、原子炉が地震によって振動する場合の燃料集合体内沸騰二相流挙動に関する評価計算を行っている。今回は、振動の方向に着目し、振動方向が二相流挙動に及ぼす影響をパラメータ計算によって明らかにした。解析体系は、燃料集合体内で隣り合う2本の燃料棒によって囲まれるサブチャンネルを簡略模擬した2次元の両面加熱平板である。流体である水は鉛直下方から流入し、平板によって加熱されて沸騰し、水と蒸気の二相流となる。地震による沸騰二相流への影響を解析するために、流体の運動方程式に地震加速度項を付加した。解析は、加速度400ガルの条件で、燃料集合体水平方向へ与える加速度の振動周期を0.08秒から1.2秒の範囲とし、垂直方向へ与える加速度の振動周期を0.15秒として実施した。一連の解析の結果、振動周期が同じならば水平方向に加速度を与えた場合の方が、垂直方向の場合よりも沸騰二相流挙動に及ぼす影響は顕著であることがわかった。また、水平方向に加速度を与えた場合には、振動周期の減少に伴い、ボイド率の変動に時間遅れが発生し、この時間遅れが、ボイド率の大きさに起因していることがわかった。