Initialising ...
Initialising ...
Initialising ...
Initialising ...
Initialising ...
Initialising ...
Initialising ...
堀口 直樹; 吉田 啓之; 金子 暁子*; 阿部 豊*
Physics of Fluids, 35(7), p.073309_1 - 073309_17, 2023/07
被引用回数：0 パーセンタイル：0.01(Mechanics)非混和液液系における液体ジェットの微粒化は、原子力産業分野の安全上重要である。日本原子力研究開発機構は、数値シミュレーションを用いて非混和性液液系における液体ジェットとして振る舞う溶融燃料の挙動を評価する手法を開発し、数値シミュレーションと実験により浅水プール中の液体ジェット挙動を調査してきた。本論文は、壁面衝突液体噴流における微粒化の機構を明らかにする。ここでは、非混和液液系の浅水プール中壁面衝突液体噴流における微粒化挙動について、数値シミュレーションと分散相追跡法を用いて、液滴形成とその流れ場の観点から研究した。その結果、壁面衝突液体噴流に見られる液膜流における液滴形成は、三つのパターンがあることを明らかにし、液滴形成直後の液滴物理量を取得し、無次元数を用いた液滴形成の理論的基準領域を開発した。液滴形成パターンとこの領域との比較により、パターンの特徴と発生源に応じた液滴形成機構を解明した。
堀口 直樹; 山村 聡太*; 吉田 啓之; 阿部 豊*
no journal, ,
多相熱流動を解明するため時系列かつ2次元または3次元における界面形状データを取得可能な詳細計測手法が開発されている。例えば、燃料冷却材相互作用における溶融燃料ジェットの微粒化物といった分散相の詳細計測が実施され、3次元空間におけるその粒径等の時系列データの取得が達せられているが、個々の分散相を追跡する手法がないことから、3次元速度データの取得には至っていない。本報では、時系列3次元データを用いた分散相追跡手法の検討結果を報告する。本手法の適用性の確認には、TPFITを用いた詳細二相流動シミュレーションにより取得した3次元空間における分散相の体積率分布と速度分布データを用いた。結果として、分散相について時刻間の体積率分布の相関を取ることで速度を評価できることを確認した。
堀口 直樹; 山村 聡太*; 藤原 広太*; 金子 暁子*; 吉田 啓之
no journal, ,
軽水炉における炉心溶融事故発生時、溶融した燃料は下部プレナムの冷却材プールに落下すると想定されている。溶融燃料ジェットは冷却材との相互作用により、微粒化、冷却そして固化すると考えられており、安全性の観点から、溶融燃料の冷却性能の評価が求められている。しかしながら、その実現には冷却材中の液体ジェット挙動,熱伝達,相変化それぞれに対する理解が必要である。本研究では、冷却材プールが漏洩や蒸発により浅水となった場合の液体ジェット挙動の解明を目的とする。本報では液体ジェットから発生した微粒化物の速度を計測可能とすべく、著者が開発した分散相速度計測手法を適用した結果について述べる。速度計測は、3D-LIF法を用いた液体ジェットの3次元可視化計測によって取得された時系列3次元界面形状データを用いて実施した。得られた微粒化物の速度は液体ジェットの侵入速度と比べ遅い結果となり、周囲流体を媒介して液体ジェットにより主に駆動されると考えられることから、この結果は妥当であり、微粒化物の速度計測が可能となった。
堀口 直樹; 金子 暁子*; 吉田 啓之; 阿部 豊*
no journal, ,
軽水炉における炉心溶融事故時、原子炉から漏洩した溶融燃料はペデスタルに形成された浅いプールに落下し、微粒化しながら床面を液膜状に拡がる。この時のプールへの侵入挙動は、発生の可能性がある蒸気爆発やその後のデブリ冷却に強く影響するため、軽水炉の安全性の観点からこの侵入挙動を再現し評価することが重要である。原子力機構では、数値シミュレーションによるプール中の液体ジェット侵入挙動の評価手法を開発しており、妥当性確認のための実験を併せて実施している。本研究ではこれまで、浮遊する微粒化物数と液膜構造の変化を実験的に観察しており、液膜構造の変化が微粒化物の発生量に及ぼす影響を検討してきた。今回は、既報において3D-LIF法により取得した実験データに分散相追跡法を適用することで微粒化物毎の発生時刻を推定した。さらに微粒化物毎に発生時刻の体積量を計算することで、微粒化物の発生量を推定した。
