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片岡 勲*; 松浦 敬三*; 吉田 憲司*
JAERI-Tech 2002-015, 83 Pages, 2002/03
JAERI-Tech-2002-015.pdf:3.62MB
シビアアクシデントの伝熱流動現象の素過程としての微細液滴流の挙動を明らかにするため、液滴流,環状噴霧流についての現象のモデル化並びに数値シミュレーション手法の確立を行うとともに環状噴霧流の乱流構造についての実験的な研究を行った。液滴挙動のシミュレーションについては、まず、乱流中での液滴挙動計算手法として従来から広く用いられているEddy interaction modelに近年Grahamらが提案している渦寿命及び渦大きさに関する確率モデル及びほかの改良モデルを取り入れることより精度の高い液滴挙動解析コードを開発した。また、従来、おもに噴霧流においてのみ行われてきた液滴挙動解析を環状噴霧流も扱うことができるように、流体解析における境界条件として攪乱波を考慮した液膜の取扱、液膜からの液滴発生と乱流拡散による液膜への液滴伝達、さらに液滴の発生と伝達を考慮した液膜流量計算を同時に評価する手法を開発した。さらに液滴挙動解析のシミュレーションプログラムを複雑な幾何学的体系,初期条件,境界条件に適用し解析を行い、実際の原子炉のシビアアクシデント時解析に適用可能であることを示した。環状流,環状噴霧流における液膜流量,液膜厚さが、気相の平均速度分布,乱流速度分布に及ぼす影響についての実験的研究を行った。環状流における乱流速度分布については、気相単相流にくらべ管断面全域で大きな値を示し、液膜の存在により気相乱流は大きく増加することが明らかとなった。また気相乱流の増加の度合いは液相流量に対する気相流量の割合が多くなるに従い増加した。
大貫 晃; 秋本 肇
Proceedings of 2nd Japanese-European Two-Phase Flow Group Meeting (CD-ROM), 6 Pages, 2000/00
多次元二流体モデルは二相流の流路形状効果を解析的に表現できる能力を有し、低減速スペクトル炉等の将来型炉の熱工学設計や安全解析で使われている一次元二相流モデルの精度検定ができる。しかしながら、そのような適用をする場合、流路スケール効果を表現できる気泡の乱流拡散や気泡径の評価モデルを確立する必要がある。本研究では、形状の違いを陽に表現できるよう気泡の乱流拡散並びに気泡径のモデルを改良した。開発した各モデルに概要を示すとともに、大口径管助走域へ適用し、予測性能の高いことを示した。
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。
Rn concentration model using a hydrodynamic meteorological model,1; One dimensional practical model茅野 政道; 山澤 弘実; 飯田 孝夫*
Health Physics, 70(1), p.47 - 54, 1996/01
被引用回数：3 パーセンタイル：32.66(Environmental Sciences)大気境界層内でのラドンの移行についての一次元数値モデルを開発した。モデルは、乱流クロージャーモデルを含む流体力学モデルと、ラドンの拡散モデルから成る。前者は後者に、境界層内でのラドンの鉛直混合に影響を与える乱流状態を入力するためのものである。計算結果を、弱風で強い日射を含む晴天時や強風の曇天日等の種々の気象状態でのラドン濃度測定値と比較し、モデルが、ラドン濃度の典型的日変化をよく再現できることを示した。
山澤 弘実; 永井 晴康; 茅野 政道; 林 隆
Int. Workshop Proc., Improvement of Environmental Transfer Models and Parameters, 0, p.81 - 90, 1996/00
本報告は、森林内小規模拡散実験の解析結果を示すとともに、その結果と大気拡散・乱流のモデル化の現状の関係についてまとめたものである。森林内拡散実験からは、森林内では極めて大きな乱流強度にもかかわらず、プルームの拡がり幅は森林外と同程度であるという特徴が見出された。この結果についてはラグランジュ的乱流統計量を用いて考察を加えた。乱流及び拡散のモデル化については、森林外では乱流クロジャーモデル及び粒子拡散モデル等の手法が確立されているものの、森林内については不十分である。本研究で得られた実験データに対してTaylorの式を用いたパラメタライズを試みた結果、拡がり幅は乱流統計量により合理的に表現できたものの、ばらつきは大きい。
功刀 資彰; 横峯 健彦*; 一宮 浩市*
日本機械学会論文集,B, 60(573), p.1751 - 1757, 1994/05
乱流衝突噴流の実験的・解析的研究は数多く行われているが、その重要な特性の一つである衝突面上の局所熱伝達率分布の第2ピークの成因については、それほど明確にされていない。本研究では、狭隘流路内の平面乱流衝突噴流伝達を対象として、低レイノルズ数型非等方
-乱流モデルを用いた数値解析を実施し、局所熱伝達分布の第2ピークの予測に成功するとともに、その成因について乱流熱輸送の面から明らかにした。また、本研究対象のような強い非等方性を有する流れ場の乱流解析には、乱流の非等方モデリングと同時に壁近傍の低レイノルズ数効果を考慮する必要のあることが示された。
功刀 資彰; 横峯 健彦*; 一宮 浩市*
Heat Transfer in Turbulent Flows, 1993; HTD-Vol. 246, p.25 - 31, 1993/00
乱流衝突噴流の実験的及び解析的研究は、古くから数多くなされているが、そのほとんどは、衝突壁への自由噴流衝突に関するものであり、本研究で対象としている狭隘流路内における衝突噴流熱伝達に関する報告は極めて少ない。本報では、狭隘流路内における平面乱流噴流の衝突熱伝達を実験的に調べ、その伝熱流動特性を非等方k-乱流モデルを用いて数値解析により明らかにした。
山澤 弘実
JAERI-M 90-128, 36 Pages, 1990/08
本報告はSPEEDIの高精度化研究の中で開発された1次元気象モデルPHYDIV3のモデル内容、数値解法、コード内容及び使用方法をまとめたものである。本モデルは地上から数km程度の大気層を対象とし、風速、温位、乱流及びこれから計算される大気安定度、拡散係数等の鉛直分布の予測計算を行う。本モデルは、運動方程式、熱エネルギー保存式、2次オーダー乱流クロージャーモデル、地中熱伝導方程式、地表面熱収支式及び日射・大気放射計算モデルから成る。計算は、標準的使用法の範囲内であれば、パラメータファイルに必要な値を設定するだけで実行することができる。この制限を越えた計算を行う場合にはコード修正が必要である。想定される計算仕様に対するコードの修正方法を解説した。
山澤 弘実
JAERI-M 89-082, 43 Pages, 1989/06
大気中の移流拡散評価に用いることを目的とした3次元数値気象モデル(PHYSIC)を開発した。1983年に東海サイト周辺で実施された大気拡散実験時の気象データを用いて、沿岸域でのモデルの性能評価を行った。その結果、夕方から翌日正午までの20時間の風速場の時間変化及び海風の発生とその構造をこのモデルにより再現することができた。計算と観測の直接比較は風速及び気温に限られたが、診断型乱流計算モデルによる追計算により、海風発生時の乱流拡散係数の鉛直分布に関する計算結果も妥当であることが示された。
山澤 弘実
JAERI-M 89-062, 21 Pages, 1989/05
SPEEDIの高精度化研究の中で、複雑地形上での移流・拡散評価を目的とした3次元数値気象モデル(PHYSIC)を開発した。本レポートはモデルを詳細に記述したものである。モデルの基本部分は、水平風速、温位、乱流運動エネルギー、乱流長さスケールの予報方程式系から成る。この他に、乱流拡散係数、接地層週程、地表面熱収支及び大気放射・日射に関する詳細な計算式を記述した。本モデルの時間積分は交互方向陰解法(ADI法)を用いて行われ、差分化は水平・鉛直両方向のスタッガードグリッドを用いている。本モデルを実行するのに必要なメモリー容量は31
3116(地中5層)のグリッドと倍精度変数を用いた場合、約5.3MBである。ベクトルプロセッサーFACOM VP-100を用いた計算では1グリッドポイント、1ステップ当り2.210
秒のCPU時間である。
刑部 真弘; 数土 幸夫
Journal of Nuclear Science and Technology, 21(2), p.115 - 125, 1984/00
被引用回数：2 パーセンタイル：29.94(Nuclear Science & Technology)PWR-LOCA時再冠水過程において、クエンチフロントの直上に、膜沸騰熱伝達領域が存在すると考えられている。この領域の飽和膜沸騰モデルとして、two-region modelと呼ばれるモデルを開発し、試験データと比較した。再冠水時には、クエンチフロントの上に存在する激しい二相流が、蒸気膜内の乱流化を促進すると考えられる。このモデルでは、乱流境界層である蒸気膜が、二相流のmixture coreでかこまれているとした。このモデルを、平板炉心再冠水試験(SCTF)データと比較した結果、次のことが明らかになった。クエンチフロントからの距離が小さいとき、その場所の膜沸騰熱伝達は、蒸気膜とmixture coreの境界面で、剪断力Ti=Oとしたときのモデルとよく一致する。クエンチフロントからの距離が大きくなるに従い、データは境界面での速度Ui=Oとしたモデルに近づいてくる。一方、熱伝達はmixture coreのボイド率に強く依存し、低いボイド率では、高い熱伝達が得られた。
