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大貫 晃; 加茂 英樹*; 秋本 肇
Eighth Int. Topical Meeting on Nuclear Reactor Thermal-Hydraulics (NURETH-8), 3, p.1670 - 1676, 1997/00
将来型原子炉システムの設計用ツールである多次元二流体モデルコードを高度化する研究の一貫として、大口径垂直管(内径20cm)での空気・水二相流データベースを新たに取得するとともに、気泡流相分布に対する多次元二流体モデル構成方程式の適用性を調べた。実験的にはスラグ流域での流動の乱れが小口径管の場合より大きいこと、相分布の変化する流量条件が小口径管の場合と異なることがわかった。解析的には単一のモデル定数では気泡流相分布を予測できないこと、気泡径の情報を取り込んだモデルを構築する必要のあることがわかった。
高瀬 和之
JAERI-Research 95-089, 26 Pages, 1996/01
JAERI-Research-95-089.pdf:1.15MB
高温ガス炉用標準燃料棒に比べて乱流熱伝達率を向上させるために、矩形突起付き燃料棒の開発が行われた。この矩形突起付き燃料棒の伝熱性能を評価するために、2次元の矩形突起を有する環状燃料チャンネル内の乱流熱伝達率が、k-
乱流モデルと2次元軸対象座標系を使って十分に発達した非圧縮性流体に対して数値的に解析された。数値解析は、3000から20000のレイノルズ数範囲に対して、矩形突起のピッチと高さの比が10、20、40の3つの場合について行われた。熱伝達率の予測値は、矩形突起付き燃料棒による実験データから求められた熱伝達相関式に対して、矩形突起のピッチと高さの比が10、20、40の場合にはそれぞれ10%、20%及び25%以内の誤差で良く一致した。本研究により、矩形突起による伝熱促進効果は本数値シミュレーションによって十分予測できるとともに、矩形突起による伝熱促進のメカニズムは乱流エネルギー分布の流れ方向の変化から説明できることが明らかになった。
高瀬 和之; 秋野 詔夫
機械学会茨城講演会講演論文集, 0, p.127 - 128, 1995/00
高温ガス炉の炉心高性能化のための研究として、燃料棒表面に多数の2次元微小突起を設置して乱流熱伝達率の向上を図った矩形突起付き燃料棒の伝熱性能を、突起ピッチ、レイノルズ数等をパラメータとして数値的に評価した。レイノルズ数の減少とともに乱流から層流に遷移する熱伝達率の挙動を予測するために、低レイノルズ数型k-乱流モデルを組み込んだ2次元軸対称計算コードを開発した。k-乱流定数は、鳥居らによって提案された値を矩形突起付き燃料棒による実験データを基に環状流路用に改良した。計算はレイノルズ数が1000~20000の範囲に対して行った。その結果、本解析結果は標準型k-モデルによる結果よりも実験式に対して良い一致を示すとともに、本研究対象である熱伝達率の遷移挙動を実験値と10%以内の精度で良く模擬できることが分かった。本研究により、矩形突起付き環状流路の熱伝達率の数値予測精度が一段と向上した。