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論文

Implementation of a gyrokinetic collision operator with an implicit time integration scheme and its computational performance

前山 伸也*; 渡邉 智彦*; 井戸村 泰宏; 仲田 資季*; 沼波 政倫*

Computer Physics Communications, 235, p.9 - 15, 2019/02

 パーセンタイル:100(Computer Science, Interdisciplinary Applications)

陰的時間積分スキームを用いてSugama衝突演算子をジャイロ運動論的ブラゾフコードGKVに実装した。新手法はオペレータスプリッティング、陰的時間積分、クリロフ部分空間反復法ソルバを用いており、線形化衝突演算子の詳細に依存しない汎用的な手法となっている。数値計算テストでは衝突項が制限する時間ステップ幅を超えて安定な計算が実証できた。データ転置を用いることで、反復計算中に通信が発生しない分散メモリシステムにおける効率的実装を実現した。これにより、本手法は計算効率向上と計算コスト削減を同時に達成し、アプリケーションの全体性能を大きく加速する。

報告書

多次元ナトリウム燃焼解析コードAQUA-SFの開発と検証

高田 孝; 山口 彰

JNC-TN9400 2000-065, 152 Pages, 2000/06

JNC-TN9400-2000-065.pdf:6.26MB
JNC-TN9400-2000-065(errata).pdf:0.12MB

液体ナトリウムを冷却材としている高速増殖炉において、ナトリウム漏えい時のナトリウム燃焼が構造物等へ及ぼす影響を評価することは重要である。しかしながら従来の数値解析では、大きな空間を平均化した一点近似モデル(zoneモデル)が主流であり、燃焼現象に於けるガス温度、ガス成分各種の空間的な分布が及ぼす影響についての評価はなされていない。このため、ナトリウム燃焼現象について多次元効果を考慮して機構論的に解析することを目的とし、多次元ナトリウム燃焼解析コードAQUA-SF(Advanced simulation using Quadratic Upstream differencing Algorithm-Sodium Fire version)を開発した。本コードは完全陰解法であるSIMPLEST-ANL法を用いた単相伝熱流動解析コードAQUAをベースとし、スプレイ燃焼、フレームシート燃焼、ガス輻射、多成分ガス移流・拡散、圧縮性等の燃焼に必要な各モデルを組み込んでいる。なお計算スキームとして、空間項についてはBounded QUICK法を、時間項についてはBounded3点陰解法を組み込んでいる。また開発されたAQUA-SFコードを用い、以下に示すナトリウム燃焼実験の検証解析を実施した。・プール燃焼実験(RUN-D1)・スプレイ燃焼実験(RUN-E1)・漏えい燃焼実験(ナトリウム漏えい燃焼実験-II)・小規模漏えい燃焼実験(RUN-F7-1)いずれの検証解析に於いても、実験をほぼ再現しており、AQUA-SFコードの妥当性が確認された。

報告書

トロイダル非圧縮性プラズマ・モデルに基づくMHDシミュレーション・コード「AEOLUS-IT」

栗田 源一; 安積 正史; 竹田 辰興

JAERI-M 93-004, 50 Pages, 1993/02

JAERI-M-93-004.pdf:1.21MB

トロイダル非圧縮摂動に対する新簡約抵抗性MHD方程式に基づいた3次元トロイダルMHDコード「AEOLUS-IT」が開発された。この方程式は、トカマク・オーダーリングを用いないため、理想m=1モードの効果を含めて、低q,低アスペクト比トカマクにおけるMHD現象の解析をプラズマの有限抵抗の効果を含めて幅広く行うことができる。数値計算法としては、変数を平衡量と摂動量に分け、後者に線形な項を全て陰解法で解く方法を採った。本コードの解析例として、まず理想m=1モードの線形計算を行った。次に抵抗性バルーニング・モードの線形・非線形計算を行い、従来の簡約方程式を使ったMHDコードによる結果と同じ結果を得た。また数値平衡解に対するテアリング・モードの線形・非線形計算を行い、同様のパラメータをもった解析的な平衡解に対する結果と比較して、ほぼ同じ結果が得られることを確認した。

論文

On the numerical characteristics of reflood model with use of moving mesh system

渡辺 正; 久木田 豊

Numerical Modelling of Basic Heat Transfer Phenomena in Nuclear Systems, p.25 - 30, 1991/00

2次元移動メッシュ系を採用した再冠水モデルの数値解法上の特性について検討を行った。このメッシュ系では熱伝導方程式中に対流項が現れ、差分形式によっては不安定な解を得る場合がある。そこで、中心、及び風上差分と陰、及び陽解法の組み合わせに対して線型安定性解析を行った。その結果、陰解法が無条件安定となり、風上差分を行うと最も安定なスキームとなることが示された。応用例として典型的な再冠水計算を行い、温度分布に現れる不安定性が、線型安定性解析によって説明されることを確認した。また、陰解法により解が得られる場合でも、より安定な解法を用いた法が収束性が良く、CPU時間を節約できることが示された。

論文

6.2,完全陰解法

平野 雅司

二相流数値解析法の基礎と応用, p.202 - 218, 1989/00

日本原子学会が主催した講習会用のテキストを見直し、本として出版する。完全陰解法の概要、一般的な解法について解説した後、原研で開発したMINCSコードの数値解法を紹介する。さらに、応用例として、MINCSコードを用いて、水平管内層状二相流における数値振動について検討した結果を示す。

報告書

THYDE-P2 code; RCS(reactor-coolant system) analysis code

朝日 義郎; 平野 雅司; 佐藤 一男

JAERI 1300, 172 Pages, 1986/12

JAERI-1300.pdf:4.15MB

THYDE-P2の特徴は新熱水力回路網モデルである。THYDE-P2は、LB-LOCA(大破断冷却材喪失事故)を含むところの種々の外乱に対して、RCSがいかに挙動するかを解析することができる。LB-LOCA解析に於いては、THYDE-P2は、方法とモデルの変更なしに、再冠水終了までの一貫解析をすることができる。この報告書の前半では、THYDE-P2の方法とモデルに関して、次のことが記述してある。(1)熱水力回路網モデル(2)各種コンポーネントモデル(3)燃料中の熱源(4)熱伝達相関式(5)燃料と被覆管の機械的挙動、及び(6)定常設定。後半は、THYDE-P2(SV04L08A版)の使用手引書になっていて、次のことが記述してある。(1)プログラムコントロール(2)インプットデータの入力方法(3)THYDE-P2計算の実行方法(4)計算結果の出力方法と(5)特に熱水力回路網モデルの性能を実証するサンプル問題。

論文

New non-equilibrium thermal-hydraulic model, (I); Theory

朝日 義郎; 鈴木 優一*

Journal of Nuclear Science and Technology, 21(9), p.657 - 670, 1984/00

 被引用回数:4 パーセンタイル:52.93(Nuclear Science & Technology)

五つの保存方程式とドリフトフラックスモデルとにもとづいて、非平衝熱水力回路の新しいモデルを開発した。これはTHYDE-Pコードとして実用化されている。このモデルを用いると、従来の熱伝達係数を用いて、冷却材喪失事故の一貫計算を行なうことが可能である。冷却材喪失事故解析が、熱水力モデルをテストする最も厳しいものとみなすことができることを考慮に入れると、新モデルは冷却系の動特性に関するいろいろな問題に応用する可能性があると考えられる。

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