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高瀬 和之; 増子 献児*; 小瀬 裕男*; 玉井 秀定; 久米 悦雄
可視化情報学会誌, 23(Suppl.1), p.363 - 364, 2003/07
原研では軽水炉の高度利用を目指して低減速軽水炉の開発を行っている。低減速軽水炉は、炉心冷却を行う減速材の割合を減らし、発生する高速中性子の減速を抑制することで1.0以上の高い転換比を可能とする水冷却炉で、燃料に対しての減速材の割合を小さくするために、燃料棒間ギャップを従来軽水炉の3mm程度から1mm程度まで稠密化した燃料集合体が用いられる。著者らは、低減速軽水炉の炉心熱設計に資するため、稠密燃料集合体内の3次元熱流動解析を行っているが、体系が複雑であり、しかも、解析結果が膨大となるため、定量的な評価に時間がかかる。そこで、定量評価を容易にするために、可視化ソフトAVS/Expressを使って可視表示専用プログラムの開発を行った。本研究によるAVS/Expressによる画像処理法,可視画面構築のための座標変換法等の開発により、燃料集合体内の流速,温度,ボイド率等の詳細な3次元分布の可視表示が可能になった。
島田 太郎; 立花 光夫; 柳原 敏
JAERI-Tech 2001-060, 44 Pages, 2001/09
JAERI-Tech-2001-060.pdf:5.11MB
原子力施設解体時のエアロゾルの飛散挙動を評価するため、グリーンハウス内でプラズマアーク切断を行い、グリーンハウス内の空気及び高温ガス流れを可視化するとともに、グリーンハウス内温度分布の時間変化、排気の温度変化、エアロゾル個数密度及び粒子径分布を測定した。その結果、切断中は、エアロゾルの飛散挙動は浮力によって上昇する高温ガスの流れと一致することが明らかになった。切断後は、高温ガスによる流れは消滅し、温度成層が形成されて高温ガスの速度が低下するため、エアロゾルは沈降する傾向にあったが、床面近傍に到達すると吸排気によって形成される床面に沿った比較的速い流れに乗って再び浮遊することがわかった。
柴本 泰照; 中村 秀夫; 安濃田 良成
Nuclear Technology, 133(1), p.119 - 132, 2001/01
被引用回数：7 パーセンタイル：48.68(Nuclear Science & Technology)シビアアクシデント時に、溶融炉心が圧力容器下部ヘッド内へジェット状に落下する場合想定した液体金属の熱流動可視化実験を行った。可視化には高速度撮影の中性子ラジオグラフィを用い、これまで困難とされてきた液体金属内部の流れの可視化に成功した。空の容器に模擬溶融燃料(鉛-ビスマス)を落下させ、液体金属内に混入させたトレーサ動きをPIV(Particle image velocimetry)により流速分布を求めた。落下後のメルトは大きな対称渦を形成し、この渦が流体慣性の減少とともに減衰、やがて安定な密度成層の状態として流れが停滞する。数値計算結果との比較から、この対称渦の挙動は、壁での熱伝達条件に大きく影響されることを見いだした。また、溶融金属/冷却材相互作用の実験として、飽和水中へのメルト落下実験も行った。落下直後の生成蒸気塊の成長について、一次元断熱膨張を仮定したモデルを提案し、実験値と良く一致することを示した。同じくPIVにより、混相流条件下での液体金属流速分布の計測に成功した。
島田 太郎; 立花 光夫; 柳原 敏
混相流, 13(4), p.350 - 357, 1999/12
原子力施設の解体時には、機器や構造物を各種工法により切断する。このときエアロゾル粒子等の副次生成物が発生し、作業員の内部被ばくや汚染拡大の原因となる。副次生成物の発生を抑制するとともに、その飛散挙動を制御することによって安全な解体作業が実現できる。原研ではその安全性評価の一つとして解体作業時のエアロゾル粒子飛散挙動を数値解析により評価し、またその検証のためにグリーンハウス内で切断実験を行った。本稿では改良したFLOW3Dを用いての解析方法、切断実験の測定方法を述べ、それぞれの結果を比較した。その結果、切断を行う以前の定常状態はもちろん、多量の熱供給によって発生する上昇流を十分な精度で模擬できることを確認した。切断中及び切断後の空気中放射能濃度の時間変化及び空間分布を評価した。
中島 研吾*
JNC TJ1400 99-016, 24 Pages, 1999/02
連続体モデルを用いたニアフィールド多孔質岩盤中の水理/核種移行評価は以下のような手順によって実施されている:・三次元飽和・不飽和浸透流解析コード「TAGSAC」により三次元不均質多孔質岩盤中の地下水流れを解く・核種移行経路抽出コード「TR3D」により流れ場の中から流線に沿った核種移行経路とその経路上の情報を抽出する・一次元核種移行解析コード「CRYSTAL」により抽出した各経路での核種移行を解析する 本研究では,一連の核種移行評価体系を整備・統合化し,各解析コード間でのデータ受け渡しを自動化するとともに,不均質場や移行経路等の可視化のためのプリ・ポスト環境の整備を実施した。また,第2次取りまとめに向けた多孔質岩盤中の核種移行計算を実施した。
島田 太郎; 立花 光夫; 柳原 敏
Proceedings of 7th International Conference on Nuclear Engineering (ICONE-7) (CD-ROM), 9 Pages, 1999/00
原子力施設の解体時には作業員の内部被ばくや汚染拡大を誘発する放射性エアロゾル粒子が多量に発生するため、解体作業時の安全性を評価する必要がある。そこで、プラズマアーク切断時におけるエアロゾル粒子の基本的飛散挙動を実験と解析から把握した。実験では、レーザーライトシート法を用いた流れの可視化、グリーンハウス内の温度変化測定等を行い、同時に同体系で改良したFLOW3Dを用い解析を行った。その結果、実験では、切断終了直後に上昇流の形跡が観察され、そのうえ昇流の形状から切断トーチのノズル出口から噴出した高温ガスはすぐさま上昇し、壁面に達する前に天井に到達すること、さらに温度変化については、最高温度部が天井に沿って時々刻々と移動することがわかった。これらの結果は解析結果と定量的に一致した。
三島 嘉一郎*; 日引 俊*; 藤根 成勲*; 米田 憲司*; 鶴野 晃; 松林 政仁; 傍島 眞
日本機械学会論文集,B, 61(591), p.161 - 168, 1995/11
金属管内の高速流動現象の可視化実験を3種類の時間分解能を有する中性子ラジオグラフィー技術を用いて行い、さらにそれぞれの技術について限界時間分解能を明らかにした。パルス中性子源を用いたフィルム法では、矩形管内における空気-水二相流の中性子ラジオグラフィーの瞬間画像の撮影に成功した。パルス中性子源及び定常中性子源を用いた中性子ラジオグラフィー高速度撮像法では、500フレーム/秒の撮影速度で円管内の沸騰水の二相流の可視化に、1000フレーム/秒の撮影速度で矩形管内の空気-水二相流の可視化にそれぞれ成功した。得られた画像は流動現象を観察するには十分であり、時間分解能の限界は使用したコンバータの感度及び蛍光の減衰特性並びに統計的な中性子の計測誤差に依存して分類することができた。
松林 政仁
波紋, 4(3), p.14 - 24, 1994/10
JRR-3M中性子ラジオグラフィ装置は、JRR-3Mの高性能を背景として多目的の利用、高解像度、照射間試験の可能性、中性子テレビシステム、画像処理、中性子エネルギーの選択性等の特徴を有している。特に中性子テレビシステムは、本格的な動的試料のリアルタイムでの観察(流れの可視化等)を国内で初めて可能した。本誌では、JRR-3M中性子ラジオグラフィ装置の構成、装備されている機器、性能等について、中性子ラジオグラフィの原理及び手法を近年開発された機器にもふれながら概説した後、具体的に解説した。さらに本装置を用いて行われた応用研究について、研究の過程で撮影した中性子ラジオグラフの画像等を示して紹介した。
椎名 保顕; 藤村 薫; 功刀 資彰; 秋野 詔夫
Int. J. Heat Mass Transfer, 37(11), p.1605 - 1617, 1994/00
被引用回数：49 パーセンタイル：91.26(Thermodynamics)下面を加熱した半球容器内自然対流の熱伝達実験及び流れ場と温度場の可視化実験を行った。流体として水, グリセリン水溶液, フレオン等を用いた。実験条件はレイリー数範囲10
5
10
、プラントル数範囲613000である。熱伝達実験の結果、ヌッセルト数とレイリー数の関係Nu
Ra
で、指数nはレイリー数が10
を越えると層流の値1/4から乱流の値1/3に遷移することを示した。また、流れの可視化実験の結果、流れ場はレイリー数を増加させるに伴い、定常循環流、周期プリュームを伴う循環流、非周期プリュームの発生を伴う循環流、乱流と遷移することを示した。さらに、下面加熱の半球容器内自然対流で生じる周期プリュームは、流体力学的不安定性により生ずることを示した。
椎名 保顕; 秋野 詔夫; 功刀 資彰; 藤村 薫
可視化情報, 10(37), p.41 - 46, 1990/04
底面を加熱した半球内自然対流の流れ場及び温度場を感温液晶を用いて可視化した。実験には水、グリセリン水溶液、及びシリコンオイルを用いた。実験のレイリー数Ra及びプラントル数Prの範囲は110
Ra1.410、6Pr10000である。実験の結果、流れは3つのパターンに分類できることが示された。Ra≦1.910の場合には定常な循環流が形成される。210Ra10
では高温プリュームが周期的に上昇する流れが形成される。Ra
10では、プリュームの発生は不規則となりやがて乱流に遷移する。
高瀬 和之; 日野 竜太郎; 丸山 創; 秋野 詔夫; 功刀 資彰; 河村 洋
流れの可視化, 6(22), p.323 - 326, 1986/00
原子炉燃料要素は、通常、冷却材流路を所定の寸法に保つために、スペーサ、リブ等の突起物が取り付けられている。これらの突起物は、伝熱を促進させる一方、ホットスポットの発生、圧力損失の増大、流体振動の発生等の原因となり、その設置に当たっては十分な検討が必要である。 本報は、平行平板流路中央に設置した種々の突起物周辺の流れを、油膜法による可視化実験によって観察した結果を報告するものである。また、突起物周辺の3次元流れについて数値計算を行ない、実験結果と比較している。本実験の結果、突起物の形状変化による流れへの影響が明らかになった。さらに油膜の組成、混合比、使用方法等の改良を行い、従来よりも低速の空気流に対しての使用が可能になった。
日野 竜太郎; 秋野 詔夫; 稲垣 嘉之; 佐野川 好母; 岡本 芳三
JAERI-M 84-158, 99 Pages, 1984/09
原子炉で発生する熱を発電やプロセスなどの利用系に伝達するための、炉心及び冷却系を流れる流体の流れは、原子炉の熱除去特性を把握するためにも極めて重要である。このような冷却流体の流れを明らかにするためにも、圧力および流速などの測定に先立って、予め流れの模様を可視化(Flow Visualization)することが、しばしば行われている。本報告は、このような可視化の手法の中、特に原子炉内の流体の流れを把握するに必要な可視化手法について、その基礎的手法と応用事例を列記したものである。
