Initialising ...
Initialising ...
Initialising ...
Initialising ...
Initialising ...
Initialising ...
Initialising ...
松下 健太郎; 江連 俊樹; 今井 康友*; 藤崎 竜也*; 田中 正暁
日本機械学会関東支部茨城講演会2021年度講演論文集(インターネット), 4 Pages, 2021/08
ナトリウム冷却高速炉の原子炉容器内自由液面部でのガス巻込み現象の評価において、ガス巻込み現象の評価ツールとして「Stream Viewer」の開発を進めている。Stream Viewerは、渦周りの速度分布およびBurgus渦モデルを用いて渦中心の減圧量を算出し、その渦のくぼみ深さを予測するツールである。本報では、速度分布から連続的な渦中心線を抽出する機能をStream Viewerに実装し、渦中心線に沿った減圧量の3次元分布を評価する手法を検討した結果を報告する。矩形流路体系での非定常渦の水流動実験を対象に、渦中心線抽出機能を実装したStream Viewerを適用し、渦中心線の抽出が可能であることを確認した。また、渦中心線に沿った減圧量の分布特性から、ガス巻込みの成長の有無を予測し、評価手法を高精度化できる見通しを得た。
松下 健太郎; 藤崎 竜也*; 江連 俊樹; 田中 正暁; 内田 真緒*; 堺 公明*
計算工学講演会論文集(CD-ROM), 26, 6 Pages, 2021/05
ナトリウム冷却高速炉の冷却材自由液面部におけるガス巻込み渦について、数値解析によりガス巻込み量を評価する手法を開発している。本研究では、計算負荷を抑制し、かつ渦形状の予測精度を確保した解析メッシュの自動作成手法を調査し、その手法としてadaptive mesh refinement(AMR法)を非定常後流渦の体系を対象にすることによって検討した。メッシュ詳細化の基準として渦度、速度勾配テンソルの第二不変量(Q値)および速度勾配テンソルの固有方程式の判別式について検討し、Q値によるAMR法の適用がもっとも効率よく解析メッシュを詳細化できる見通しを得た。
高瀬 和之; 吉田 啓之; 小瀬 裕男*
ハイパフォーマンスコンピューティングと計算科学シンポジウム(HPCS 2005)論文集, P. 16, 2005/01
燃料集合体内の二相流解析には従来から二流体モデルが使われているが、二流体モデルはすでに特性が解明されている範囲での平均的かつ巨視的な現象に対してのみ有効であり、気液二相流を特徴づける非定常な界面構造を予測する機構論的な解析法とは言い難い。そこで、著者らは地球シミュレータ等のスパコンを利用して相変化や流動遷移などの複雑な過渡現象を含む二相流挙動を直接的に解析する手法の開発を行っている。本報では、革新的水冷却炉を例として行った検証解析結果について述べる。稠密に配置された燃料棒間の流路形状を簡略模擬した体系で大規模二相流解析を行い、(1)微細な気泡は下流へと移行しながら合体し、次第に成長する,(2)合体により気液界面が大きく変形し、それに伴って気泡周囲に複雑な速度場が形成される等の3次元的な気泡流のダイナミクスを再現できた。予測結果の傾向はモデル実験結果とよく一致しており、大規模シミュレーションを主体とした炉心熱設計の実現に大きな見通しを得た。
松井 真吾*; 武藤 康*; 椎名 保顕
日本原子力学会和文論文誌, 2(2), p.175 - 186, 2003/06
高温ガス炉ガスタービン発電システムでは細密フィン型プレートフィン再生熱交換器が用いられる。本熱交換器では数億個にも及ぶ微細なフィンとプレートが積層されており、その解析手法は未だ確立されていない。本解析では、内圧,定常熱荷重及び非定常熱荷重の各荷重ごとに、それぞれ適切な解析を行い、得られた応力を重ね合わせることにより求める応力を算出することとした。内圧による解析では、フィンに生ずる応力機構が2種類考えられることを明らかにした。定常熱解析では、フィンプレート要素より等価な弾性定数を求めて全体モデルの解析を行い、最大応力を生じた要素のひずみを境界条件として部分モデルの応力を求めた。非定常解析では4段階モデルにより解析を行った。以上の方法により、実用的な計算時間で複雑なモデルの解析を行えることを明らかにした。
佐藤 治夫
JNC TN8400 99-064, 22 Pages, 1999/10
本研究では、拡散に及ぼす圧縮ベントナイトの間隙構造因子の影響を評価するため、非収着性のトリチウム水(HTO)を用いて以下に示す4種類の拡散実験を行った。(1)圧縮ベントナイトの圧縮方向をパラメータとした透過拡散実験[圧縮方向の影響](2)圧縮ベントナイト中の珪砂混合率をパラメータとした非定常拡散実験[珪砂混合率の影響](3)圧縮ベントナイトの初期粒径をパラメータとした非定常拡散実験[初期粒径の影響](4)圧縮ベントナイト中に単一亀裂がある場合の含水修復期間をパラメータとした非定常拡散実験[亀裂の影響](1)については、クニゲルV1とクニピアF(クニゲルV1を精製してNa型スメクタイトを95wt%以上にしたもの)を対象に、乾燥密度1.0と1.5Mg・m-3に対して実効拡散係数(De)を圧縮方向を変えて測定した。(2)については、クニゲルV1を対象に、見掛けの拡散係数(Da)を乾燥密度0.8,1.4,1.8Mg・m-3、珪砂混合率30と50wt%に対して測定した。(3)については、粒径が0.1
5mmと粉末状であるクニゲルV1より大きい、粒状ベントナイト(OT-9607)を対象に、Daを乾燥密度0.8,1.4,1.8Ma・m-3に対して測定した。(4)については、乾燥密度1.8Mg・m-3の含水飽和ベントナイトに人工的に貫通した亀裂を入れ、7または28日間再含水させ、Daを測定した。(1)については、クニゲルV1には全密度ともDeに圧縮方向依存性は見られなかったが、クニピアFでは、圧縮方向に対して直角方向からの方が軸方向からより大きなDeとなった。(2)のベントナイト中の拡散係数に及ぼす珪砂混合率の影響については、全乾燥密度ともDaに影響は見られなかった。(3)の拡散係数に及ぼす初期ベントナイト粒径の影響については、粒状ベントナイト(OT-9607)に対するDaが粉末状であるクニゲルV1の場合と全密度ともほぼ同じであり、ベントナイトの初期粒径の影響は見られなかった。(4)のベントナイト中の単一亀裂の修復特性については、Daに及ぼす亀裂の修復期間依存性や亀裂の影響は見られなかった。これらのことから、圧縮ベントナイト(クニゲルV1)の間隙構造は、ベントナイトの圧縮方向の影響、珪砂混合率の影響、及び初期粒径の影響を受けにくく、貫通した亀裂が発生した場合においても短時間で亀裂
笠原 直人; Yacumpai, A.*; 高正 英樹*
JNC TN9400 99-019, 34 Pages, 1999/02
原子力プラントの中で温度が異なる冷却材が合流する領域では、流体混合による不規則な温度ゆらぎが生じるため、熱応力による構造材の疲労破損に注意する必要がある。この現象はサマールストライピングと称され、熱流体と構造が複雑に関連し合う現象であることから、従来はモックアップ実験による評価が行われており、簡便で合理的な設計評価法が必要とされていた。これに対し、温度ゆらぎの振幅は流体から構造材への伝達過程において、乱流混合、分子拡散、非定常熱伝達、および熱伝導による温度除荷の各要因によって減衰し、その特性は周波数依存であることが解明されてきている。筆者らは、このうち非定常熱伝達と温度除荷の効果に着目し、両者による温度振幅の減衰効果を温度ゆらぎ周波数の関数として定量的に記述した構造応答線図を開発した。さらに本線図を設計へ応用するため、無次元数を導入することによって線図の一般化表示を行った。無次元化された構造応答線図の妥当性は、有限要素解析の結果との比較により検証した。本線図を利用することによって、流体温度ゆらぎ振幅から非定常熱伝達と温度除荷による減衰効果を考慮した熱応力の振幅を簡易に評価することが可能となる。
Brear, D. J.
PNC TN9410 98-005, 53 Pages, 1998/01
仮想的な炉心損傷事故時において、溶融燃料は燃料集合体ラッパ管等のスティール構造材と接触した場合には、燃料は固化して構造材表面にクラストを形成するとともに、構造材の表面は溶融する可能性がある。このような溶融・固化過程は、燃料の固化挙動、すなわち燃料の炉心からの流出挙動に影響を及ぼす。この場合、燃料およびスティールの中に形成される温度勾配によって、燃料からのスティールへの熱移行速度が計算されることになる。本研究では、初期に液体状態にあるUO2が固体スティールに接触する場合に1次元非定常熱伝導方程式を適用し、最新の物性値を用いることで、燃料クラストの形成およびスティール溶融が生じる条件を予測した。また、その一方もしくは両方の物質が相変化する時の界面温度を計算するための簡易解析手法を作成した。本研究で予測されたスティール溶融条件を既存の実験結果と比較して、モデルの妥当性を確認した。
佐藤 治夫
PNC TN8410 97-202, 205 Pages, 1998/01
本論文は、放射性廃棄物地層処分における緩衝材候補材料の1つであるNa型ベントナイトおよび代表的岩石について、間隙率および屈曲度などの間隙構造因子ならびに核種拡散係数の測定を行い、基礎的データを蓄積すると共に、長期的な核種移行を定量的に予測できる拡散モデルを構築し、予測手法の基礎的理論を確立することを目的として研究された結果をまとめたものであり、7章から構成される。各章では、人工バリアとしてのNa型ベントナイトと天然バリアとしての花崗閃緑岩、玄武岩と泥岩の物性値に関する測定データと電気二重層理論および分子拡散理論に基づいて構築されたモデルが、地層処分の立案の際、緩衝材と地層構成岩石の特性を考慮することにより、バリア内の核種拡散挙動の予測と処分場性能評価を槻ね定量的に可能にしすることを示している。尚、本論文は、筆者が平成6年4月22日平成9年3月18日にかけて秋田大学大学院鉱山学研究科博士後期課程(地球工学専攻)に在籍し、事業団において得られた成果(投稿論文)を中心に博士論文としてまとめたものである。
文沢 元雄; 功刀 資彰; 菱田 誠; 赤松 幹夫*; 藤井 貞夫*; 五十嵐 実*
Nuclear Technology, 110, p.263 - 272, 1995/05
被引用回数：4 パーセンタイル：43.23(Nuclear Science & Technology)本研究は、高温ガス炉のスタンドパイプ破断時空気浸入事故に関連して行った数値解析である。すなわち、流体物性値の温度依存性を考慮した一般曲線座標系を用いた3次元熱流動解析コードを開発し、以前行った閉空間内置換流についての実験体系へ適用した。数値解析結果は、実験結果と同様に非定常で非対称な流れ場が観測された。
not registered
PNC TJ1632 95-001, 107 Pages, 1995/03
安価で即応性の良い臨界安全監視システムの開発が望まれている。本研究は未臨界体系で観測される中性子信号揺らぎを用いてオンラインで未臨界度を推定しようとする試みであり、そのための基礎的研究を平成3年度より行ってきた。未臨界度が浅い状態から深くなる非定常状態では、この逆の非定常状態のときほど高速には未臨界度の変化を追跡できない問題があり、本年度はこの問題を解決するための最適アルゴリズムの検討を行うと共に、動燃事業団DCA実験炉雑音データを解析し、以下の結果を得た。1.未臨界度が変動する非定常状態における未臨界度推定アルゴリズムとしては、我々が提案してきたP行列活性化(P-matrix Activation:PMA)法を更に改良したP行列対角要素活性化法(PMDA法:P-Matrix Diagonal Activation Method)が有効である。特に、未臨界度が深い方向に変化する場合は最小2乗関数を評価関数とするELS法、及び適切な忘却計数パラメータを用いたRPE法が優れていると言える。しかし、未臨界度の変化がどの方向に変化するのか分からないような一般的な場合、細かいパラメータを選択する必要のない点で、RPE法よりもELS法にP行列対角要素活性化を組み合わせたアルゴリズムが最も有効であるととの結論を得た。2.従来から我々が行ってきた近大炉実験データの信号処理法が、DCA実験装置を用いた中性子検出器揺らぎ信号の解析にも有効であることが実証された。すなわち、本年度、動燃事業団・大洗工学センターのDCA実験装置を用いて行われた未臨界定常運転時の中性子信号揺らぎデータを解析した結果、未臨界度が0$11.2に対し、周波数スペクトル折れ点周波数は数Hzから数十Hzの間に分布している。
小西 哲之; 山西 敏彦; 榎枝 幹男; 林 巧; 大平 茂; 山田 正行; 鈴木 卓美; 奥野 健二; Sherman, R. H.*; Willms, R. S.*; et al.
Fusion Engineering and Design, 28, p.258 - 264, 1995/00
被引用回数：4 パーセンタイル：43.46(Nuclear Science & Technology)米国ロスアラモス国立研究所のトリチウムシステム試験施設(TSTA)は核融合炉燃料循環系の模擬試験施設であり、原研との日米協力によって100グラムレベルのトリチウムを用いて最長25日間の定常運転に成功した。しかし近未来のトカマクはパルス運転が想定され、また現実の装置では起動、停止など非定常条件にも対応する必要がある。この燃料循環系の非定常条件での挙動の研究を行うため、2年間協定を延長して実験を行っている。深冷蒸留による同位体分離システムはフィードバック流を用いた流路と1~2本に蒸留塔を減らした配位を用い、また自動制御を加えた。原研製燃料精製システム(JFCU)は新たに模擬プラズマ排ガスをバッチ処理する配位を用い、インベントリーを大きく低減することが確認された。TSTAループは満足すべき運転の柔軟性を示したが、制御上のいくつかの問題も摘出された。
荒井 長利
Proc. of the First Int. Symp. on Thermal Stresses and Related Topics (Thermal Stresses 95), 0, p.99 - 102, 1995/00
脆性構造材料の機械設計法を高度化するための一つの重要課題に熱応力に対する破壊基準を明確にすることが挙げられる。本研究で熱応力破壊条件として、黒鉛円板の熱衝撃試験による破壊データを採り上げ、その破壊発生条件を応力状態で把握するための詳細な解析を行った。解析のスコープは、高周波誘導加熱時の円板の渦電流解析、軸対称円板の2次元非定常熱伝導解析及び非線形熱弾性解析である。一連の解析から最終的に得られた結論は、等方性黒鉛円板の熱応力破壊時の最大接線方向引張り応力が約45MPaとなり、常温の単軸引張り強さの約1.7倍に相当する、ということである。これは、脆性材料の熱応力破壊条件を考察する際の熱機械的物性値の温度依存性の効果の重要性を意味している。
熊坂 勝行*; 岡部 綾夫*; 石井 孝信*; 藤又 和博*
PNC TJ9124 94-009, 164 Pages, 1994/03
次期大型炉蒸気発生器(SG)伝熱管の合理的設計基準水リーク率(DBL)の選定にあたって、高温ラプチャによる破損伝播の可能性を定量的に評価する必要がある。本予備設計では、高温ラプラャを含む破損伝播挙動を適切に評価し、合理的なDBLを選定するために必要となるa)高温ラプチャモデル(構造/破壊力学的モデル)、b)非定常熱伝導解析モデル、c)ブローダウン解析モデル、d)反応領域温度分布解析モデル等に関する全体の開発計画の設計を行った。また、ブローダウン解析モデルに対しては、高温ラプチャを評価するために必要となる解析モデルの設計を行うとともに、このモデルの設計を基に、開発に必要なコードの構成要素、要素間のつながり等に関するコードの設計を行った。なお、コードの設計にあたっては、将来的にLEAPへのカップリングが容易に行えるよう十分に配慮した設計とした。
永島 圭介; 小出 芳彦; 白井 浩
Nuclear Fusion, 34(3), p.449 - 454, 1994/00
被引用回数：67 パーセンタイル：94.74(Physics, Fluids & Plasmas)JT-60Uにおいて、中心及び周辺入射の接線中性粒子加熱ビームを用いてトロイダル方向の運動量輸送を調べる実験を行った。運動量束が拡散的と仮定して定常状態における運動量バランスを解析することにより、中心及び周辺入射の二ケースにおける運動量拡散係数の空間分布が極めて異なることが明らかになった。さらに、入射ビームを変動させることにより、トロイダル運動量についての非定常輸送解析を行った。この結果、トロイダル運動量束は大きな非拡散項を持つことが判明し、定常輸送解析で得られた拡散係数の空間分布の差異が非拡散的な運動量束の存在によるものであることが明らかになった。
林 光二
JAERI-M 93-041, 152 Pages, 1993/03
原子炉システムの非線形機構の解明と異常診断を目的とした非線形炉雑音解析手法の研究を行った。従来の非線形同定手法GMDH(組み合せデータ処理法)に新たに考案した近似応答関数を付加し、非線形スペクトル解析や非線形機構の解析に役立つ手法を確立した。また、原研の研究炉NSRRで観測された炉出力振動の測定実験と解析を行い、不安定性の原因を明らかにした。更に、非定常炉雑音の解析手法とデータ収録法に関する研究を行った。瞬時の自己回帰スペクトルの時間軸分解能を向上させ、原子炉運転状態の追跡や異常診断に役立つ手法を確立した。また非定常炉雑音データ収録用前処理システムを開発し、測定試験を通じて実用性を実証した。
茶木 雅夫*; 大橋 弘忠*; 秋山 守*; 文沢 元雄
Proc. of the 2nd ASME/JSME Nuclear Engineering, p.151 - 156, 1993/00
高温ガス炉など気体を内包する原子力熱利用機器の配管破断時に生じる空気浸入により、構造物の酸化が起こる。酸化反応低減のため、周囲と密度の異なる不活性気体を注入することが考えられる。注入口付近の流動状況を調べることは安全評価上必要である。このため、気体噴流の数値解析とレーザ流速計(LDV)による流速測定実験を行った。非定常解析の結果、噴出気体は鉛直方向に空気を押し退けながら上昇し静止空気に衝突して水平方向に移動すること、その際に発生する渦が鉛直方向に加速されることが分った。定常解析及びLDVによる実験より、中心軸上流速が加速されること、流速の半値半径が減少することが確認された。
藤井 貞夫*; 赤松 幹夫*; 五十嵐 実*; 文沢 元雄; 功刀 資彰; 菱田 誠
Proc. of the 6th Int. Topical Meeting on Nuclear Reactor Thermal Hydraulics,Vol. 2, p.1498 - 1505, 1993/00
高温ガス炉スタンドパイプ破断事故時の空気侵入挙動解明の一環として、3次元境界適合座標変換法(BFC)を使用し、物性値が大きく異なり、しかも形状が比較的複雑な空間内の浮力対向置換流の数値解析を行った。計算結果を既存の実験結果と比較したところ、熱伝達率の計算値は半球容器内自然対流の場合の実験値より低い値となった。また、数値解析でも実験で観測されたような非対称で複雑な非定常流動様式が観察された。
林 光二
日本原子力学会誌, 34(10), p.971 - 983, 1992/10
被引用回数：0 パーセンタイル：0.01(Nuclear Science & Technology)本報告は、非定常炉雑音信号の収録用に開発したオンライン・データ収録システムに使用した前処理技術に関するものである。炉雑音信号の収録には、(i)ゆらぎ成分とDC成分の分離、(ii)最適なゲインによるゆらぎ成分の増幅、といった前処理が必要である。ところが、アナログ素子を用いた従来の前処理器は、非定常信号にうまく対応できなかった。このため、筆者は、DC成分の分離にディジタル信号処理を応用し、信号の性質に応じてフィルタの種類や特性を切り替えることのできる新しい分離装置を開発した。さらに、ゆらぎの増幅に必要な最適ゲインを自動的に探索する機能を持つフィルタ・アンプを開発した。模擬信号や実際の炉雑音信号のデータ収録を通じて、これらの装置の試験を行い、DC成分がゆっくりと変動する場合はもちろんの事、大きな変動幅で急峻に変動する場合でも、実用的に収録できることが分った。
茶木 雅夫*; 大橋 弘忠*; 秋山 守*; 文沢 元雄
Proc. of the 2nd JSME-KSME Thermal Engineering Conf. Vol. 1, p.2-459 - 2-462, 1992/00
高温ガス炉など気体を内包する原子力熱利用機器に配管破断が生じると、空気浸入による炉内構造物の酸化が起こる。酸化反応低減のため、周囲と密度の異なる不活性気体を炉内に注入することが考えられる。注入口の流動挙動を調べることは安全性評価上必要である。このため、気体噴流の数値解析と濃度分布測定実験を行った。数値解析コードではSIMPLEST-ANL法に拡散方程式を追加し、定常及び非定常解析を行った。その結果、噴出気体は鉛直方向に空気を押し退けながら上昇し静止空気に衝突して水平方向に移動すること、その際に発生する渦が直接方向に移動すること及び濃度の半値半径が極小値をもち、実験結果とよく一致することが分かった。
文沢 元雄; 小川 益郎; 菱田 誠; 岡本 孝司*
FLUCOME-91, p.333 - 338, 1991/00
高温ガス炉の配管破断時の空気侵入事故に関連して、水平及び傾斜開口部を通る置換流(対向流)の実験を行った。作動流体としてはヘリウムガスと空気を用いた。またマッハツェンダー干渉計により非定常濃度分布の可視化を行い、流動様式を観察した。この結果、水平開口部の場合、左右及び上下に変動する不安定な流れが観察された。傾斜開口部の場合、流れは上部と下部に分離された安定な流れが観察された。傾斜開口部の場合、流入空気量が水泡開口部の場合より多くなることが分かった。
