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杉本 太郎*; 金子 暁子*; 阿部 豊*; 内堀 昭寛; 栗原 成計; 高田 孝; 大島 宏之
Nuclear Engineering and Design, 380, p.111306_1 - 111306_11, 2021/08
被引用回数：3 パーセンタイル：45.99(Nuclear Science & Technology)ナトリウム-水反応現象の評価において、液体ナトリウム中の高速気体ジェットによる液滴エントレインメントは重要な要素現象である。本研究では、ナトリウム-水反応現象解析コードの液滴エントレインメントモデル整備に資することを目的として、水中に空気を噴出させた場合に発生する液滴エントレインメントを対象に、フレームストラドリング法を用いた可視化実験を実施した。本実験では、液滴の発生と移動に関する鮮明な画像の取得に成功し、その画像処理から計測位置や気相噴出流速をパラメータとした液滴径と液滴速度を取得した。取得したデータは、現象解明と解析モデルの整備に寄与するものである。
麻生 智一; 神永 雅紀; 寺田 敦彦*; 日野 竜太郎
JAERI-Conf 2001-002, p.893 - 903, 2001/03
MW規模の核破砕ターゲットシステム開発において、超臨界水素を用いる冷減速材は世界最高の中性子性能を目指しており、この性能に影響を及ぼす局所的な水素温度の上昇を抑制する必要がある。冷減速材容器を実寸大で模擬したアクリル製試験体使用し、水流動条件下で実施した可視化実験及び流動解析の結果、PIVシステムで測定された流動パターンと解析結果とがよく一致し、容器内部の流動状況を把握することができた。温度分布解析結果からは、容器中央部の入口管周りの流れの停滞域で局所的な温度上昇が発生することがわかった。この温度上昇の原因となる流れの停滞域を抑制するため、入口管からの吹き出し流の効果を可視化実験及び解析で同様に確認したところ、吹き出し流によって再循環流領域を大幅に縮小できることがわかり、流れの停滞域を抑制できる見通しを得た。
麻生 智一; 神永 雅紀; 寺田 敦彦*; 日野 竜太郎
可視化情報学会誌, 20(Suppl.2), p.175 - 178, 2000/10
原研で進めているMW規模の核破砕ターゲットシステムにおいて、減速材は中性子性能を左右する重要な機器である。特に、超臨界水素を用いる冷減速材は世界最高の中性子性能を目指しており、この性能に影響を及ぼす局所的な水素温度の上昇を抑制する必要がある。STAR-CDコードによる温度分布解析結果から、容器中央部の入口管周りの流れの停滞域で局所的な温度上昇が発生することがわかった。この温度上昇の原因となる流れの停滞域を抑制するため、入口管からの吹き出し流の効果を可視化情報で確認した。実験は、冷減速材容器を実寸大で模擬したアクリル製試験体使用して水流動条件下で実施した。流動パターンをPIVシステムで測定し、解析結果と比較した。実験及び解析結果から、吹き出し流によって再循環流領域を大幅に縮小できることがわかり、流れの停滞域を抑制できる見通しを得た。
高瀬 和之; 柴田 光彦
可視化情報学会全国講演会(CD-ROM), 11 Pages, 1998/00
核融合炉の真空容器が破断すると、容器内外の圧力差のために外部流体が容器内部に侵入し、容器内に蓄積された放射化ダストを巻き上げることが考えられる。その後、侵入した外部流体は炉内の崩壊熱により加熱されて高温になるため、容器内外の流体温度差に起因して破断箇所に浮力流が形成され、この浮力流によって容器内の放射化ダストが容器外に同伴されることが考えられる。そこで、真空破断時における微粒子ダストの飛散挙動を数値解析的に検討評価した。解析には流体の圧縮性を考慮した3次元円筒座標系を使用した。流体と粒子間の相互作用として粒子に及ぼす流体力を運動方程式に付加した。また、可視化実験を行って微粒子ダストが浮力流に同伴されて移行することを確認した。解析結果と実験結果の比較から、本解析は真空破断後の容器内圧力の上昇を良く模擬していることがわかった。今後は真空容器外部に流出するダスト量を定量的に評価し、核融合炉の熱流動安全設計に資する考えである。
黒沢 昭*; 秋野 詔夫; 大辻 友雄*; 木津 真一*; 小林 克雄*; 岩堀 宏治*; 武田 哲明; 伊藤 泰義*
Journal of Nuclear Science and Technology, 30(2), p.131 - 142, 1993/02
被引用回数：0 パーセンタイル：0.01(Nuclear Science & Technology)本論文は、新型舶用炉の炉心圧力容器と格納容器との間に満たされた遮蔽水の熱流動挙動の解明を目的とするものである。格納容器を模擬するアクリル製の矩形容器内にヒータとクーラを設け、液晶懸濁法により熱流動現象を可視化観察すると共に、数値シミュレーションによる予測を行った。実験の結果、自然対流と自然循環流が共存するような熱流動現象は、初期温度・加熱冷却過程及びヒータとクーラとの間に設けたバッフル板の有無等の影響を敏感に受けることが明らかとなった。また数値シミュレーションによって実験結果を再現するためには、境界条件や加熱冷却過程の方法等の工夫が必要であることを示した。さらにこの種の共存対流における基本的な挙動を明らかにすると共に、数値シミュレーションによる予測の可能性と使用方法の重要性を指摘した。
黒沢 昭*; 大辻 友雄*; 木津 真一*; 岩堀 宏治*; 小林 克雄*; 秋野 詔夫; 武田 哲明; 伊藤 泰義*
Proc. of the 1st JSME/ASME Joint Int. Conf. on Nuclear Engineering,Vol. 1, p.101 - 107, 1991/00
本論文は、新型舶用炉を直接的対象として、受動安全性の技術開発上重要である自然対流と自然循環が共存する熱流動現象の解明に取り組んだものである。矩形容器内にヒーターとクーラーを取り付けた試験部に水を充填し、液晶懸濁法によって熱流動現象を可視化観察すると共に、数値シミュレーションによる予測を行った。実験の結果として、初期温度・加速冷却過程・バッフル板の有無等の種々の条件の影響を敏感にこうむることが明らかとなった。数値シミュレーションによって実験結果を再現するためには、境界条件の考え方、加熱冷却過程の考慮等の工夫・ノーハウを必要とすることを明らかにした。すなわち、自然対流/循環共存対流という新しい問題の基本的挙動を明らかにすると共に、数値シミュレーションの予測可能性と使い方の重要性を指摘した。
加藤 由幹; 吉田 啓之; 横山 諒太郎*; 金川 哲也*; 金子 暁子*; 文字 秀明*; 阿部 豊*
no journal, ,
本研究では、原子力プラントに対する地震の影響を評価するため、地震加速度付加時の気液二相流の予測技術開発を行っている。本報告では、振動を付加した条件での水平円管内単一気泡の可視化観察結果により、構造物が振動した際の単一気泡の応答特性を評価した。その結果、低周期の条件を除いて、構造物が振動した際に、気泡の速度が構造物に対する振動とほぼ同じ周期で変動することを確認した。また、構造物に対する振動とほぼ同じ周期で変動する際の気泡の速度は、簡便な一次元モデルにより評価できることを確認した。
宮崎 彬史*; 加藤 由幹*; 金川 哲也*; 金子 暁子*; 文字 秀明*; 吉田 啓之; 阿部 豊*
no journal, ,
地震時の気液二相流に関する詳細予測技術開発の一環として、地震加速度に相当する加速度が付加された矩形容器内の上昇気泡の三次元可視化観察を行っている。本報告では、可視化画像に対して画像処理を行い、単一上昇気泡の傾きの変化について詳細な検討を行った。その結果、気泡の傾き角は、無振動あるいは、加速度周期が10Hz以上の条件では20
30
の値を示し、加速度を付加した影響はほとんど見られなかった。しかし、無振動時の傾き角の変動周期(6.7Hz)に近い範囲では、傾き角が30以上となることを確認した。これより、加振に対して気泡の傾きが応答する周波数の範囲は、無加振時の気泡の傾き角変化の周波数に近い領域であることが分かった。
杉本 太郎*; 齋藤 慎平*; 金子 暁子*; 阿部 豊*; 内堀 昭寛; 大島 宏之
no journal, ,
Na冷却高速炉の蒸気発生器内伝熱管破損時Na-水反応現象に対する数値解析コードの妥当性評価に資するため、水中に高圧空気が噴出した際に噴流の気液界面から液滴がエントレインされる様子を可視化し、その挙動について調べた。本実験により、気液界面から比較的大きい径の液滴が生成した後、小径の液滴へ微粒化するなどの挙動を明らかとした。
杉本 太郎*; 阿部 豊*; 齋藤 慎平*; 金子 暁子*; 内堀 昭寛; 大島 宏之
no journal, ,
Na冷却高速炉の蒸気発生器内伝熱管破損時Na-水反応現象に対する数値解析コードの妥当性評価に資するため、水中に高圧空気が噴出した際に噴流の気液界面から液滴がエントレインされる様子を可視化し、その挙動について調べた。本実験により、気液界面から比較的大きい径の液滴が生成した後、小径の液滴へ微粒化するなどの挙動を明らかとした。また、可視化画像から液滴のザウター平均径を評価した結果、既往相関式による評価結果と良好に一致することを確認した。
齋藤 雅史*; 金子 暁子*; 阿部 豊*; 内堀 昭寛; 栗原 成計; 大島 宏之
no journal, ,
ナトリウム-水反応現象解析コードの妥当性評価及び改良に資する実験データ取得のため、水中に高圧空気を噴出させた場合に発生する液滴エントレインメントの可視化実験を実施した。本実験により、噴流中の異なる位置における液滴径,液滴速度のデータを取得し、その傾向を明らかとした。また、噴流界面の揺動は液滴径・速度・発生数に影響を及ぼす可能性を示した。
