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Han, X.*; Shen, X.*; 山本 俊弘*; 中島 健*; 孫 昊旻; 日引 俊*
International Journal of Heat and Mass Transfer, 178, p.121637_1 - 121637_24, 2021/10
被引用回数：4 パーセンタイル：55.5(Thermodynamics)This paper studies the flow regimes, their transitions and the drift-flux correlations in upward gas-liquid two-phase flows in vertical rod bundle flow channels. The flows are classified into 5 flow regimes, namely, bubbly, finely dispersed bubbly, cap-bubbly, churn and annular flows according to their different flow characteristics. Transition criteria between the flow regimes are proposed mechanistically. Those criteria can correctly predict 83% of the existing experimental observation of the flow regime. The drift-flux correlations for the distribution parameter and the drift velocity are also improved. The void fractions predicted by those correlations are compared with the existing experimental data, showing satisfactory agreement with mean relative error of 8%.
Shen, X.*; 孫 昊旻; Deng, B.*; 日引 俊*; 中村 秀夫
Proceedings of 17th International Topical Meeting on Nuclear Reactor Thermal Hydraulics (NURETH-17) (USB Flash Drive), 14 Pages, 2017/09
4センサープローブを用いて、鉛直大口径正方形ダクト内における上向き気泡流の実験的研究を行った。流れ方向3断面における局所界面積濃度、3次元気泡速度ベクトルと気泡径等を計測した。取得したボイド率、局所界面積濃度、3次元気泡速度ベクトルと気泡径等により、流れの挙動に関する有益な情報を提供できるだけでなく、界面積濃度輸送方程式内のソースとシンク項の機構論的モデルの高度化にとって重要なデータベースとなる。
Shen, X.*; 孫 昊旻; Deng, B.*; 日引 俊*; 中村 秀夫
Progress in Nuclear Energy, 89, p.140 - 158, 2016/05
被引用回数：20 パーセンタイル：88.92(Nuclear Science & Technology)4センサープローブを用いて、鉛直大口径正方形管内の上昇気液二相流の局所構造を計測した。球形と非球形気泡を区別する4センサープローブの計測手法を適用し、局所3次元気泡速度ベクトル、気泡径と界面積濃度を計測した。液相流量が低い時と高い時、局所ボイド率と界面積濃度はそれぞれ中心ピークと壁ピークの分布を示した。断面内における横方向気泡速度は、断面の対称的な8分の1三角領域内を循環する2次流れの存在を示し、その大きさは液相速度の上昇とともに増加した。本データに対して、既存ドリフトフラックスモデルや界面積濃度の相関式の比較を行い、適応性を検証した。
doped with neptunium佐藤 剛*; 山下 利之; 松井 恒雄*
Journal of Nuclear Materials, 344(1-3), p.67 - 72, 2005/09
被引用回数：3 パーセンタイル：17.99(Materials Science, Multidisciplinary)CaTiO及びCa(Ti,Al)OとNpO
の相関係をX線回折法により調べた。用いた試料はAr-8%中1773Kで調製したものである。単相の固溶体がCaTiO及びCa(Ti,Al)Oについてそれぞれ、0-7.5モル%Np及び1-10モル%Npで得られた。TiをAlで置換することにより、Npの固溶量は増加する。Npの固溶挙動をUやPuと比較し、添加物の酸化状態やイオン半径の観点から議論した。Np添加CaTiOの熱膨張を室温から1273Kの範囲で、高温X線回折法により測定した。試料の体積膨張係数は組成によらずほぼ一定であり、Npの添加によるCaTiOの安定化は見られなかった。これは、顕著な安定化が観測されているPuを添加したCaTiOとは、大きく異なっている。
海老原 健一
JAERI-Research 2005-004, 121 Pages, 2005/03
JAERI-Research-2005-004.pdf:19.79MB
本報告書は、まず、格子ガス法及び格子ボルツマン法の二相流体モデルの二相流シミュレーションへの適用妥当性及び有用性を検討した。その結果に基づき、格子ボルツマン法の二相流体モデルであるHCZモデルを、基本的かつ重要な二相流流動様式の1つである水平層状二相流のシミュレーションへ適用した。その結果、HCZモデルの界面は、Kelvin-Helmholtz不安定性を満足することが確認された。またTaitelとDuklerの理論的流動様式線図(T-D線図)の界面成長に関する曲線が再現された。さらに、幅が狭い流路では、流れの三次元性の影響が顕著となり、T-D線図が与える以上の低密度相のみかけ流速が界面成長に必要であることが明らかとなった。次に、より複雑な界面現象を伴う液滴発生のシミュレーションを行い、Ishii-Grolmesの実験相関式を、実験データの分布範囲において、再現できることがわかった。
海老原 健一
筑波大学大学院システム情報工学研究科博士学位論文, 134 Pages, 2004/09
本論文では、格子法の気液モデルの有用性を検討し、さらに格子ボルツマン法気液モデル(HCZモデル)を、格子ボルツマン法の適用例が見られていない水平層状二相流の三次元シミュレーションへ適用した。その結果、以下のことが明らかになった。(1)HCZモデルによってシミュレーションされる二相界面が、Kelvin-Helmholtz不安定性理論を、二次元及び三次元の場合について満足することがわかった。(2)矩形断面流路中の界面成長シミュレーションにおいて、界面成長と流動状態の関係が、理論的考察によって得られるTaitelとDuklerの流動様式線図を再現できることがわかった。(3)流路幅が異なる場合の界面成長シミュレーションによって、流路幅が狭くなった時、流れの三次元性の影響が顕著となり、界面成長に必要な低密度相の流量が、理論的流動様式線図から得られる値より大きくなることが明らかとなった。(4)界面成長より複雑な界面現象を示す液滴発生シミュレーションにおいて、液滴発生とその時の流動状態の関係が、IshiiとGrolmesによって提案された実験相関式を、ほぼ再現できることがわかった。
海老原 健一; 渡辺 正
ながれ, 23(4), p.253 - 261, 2004/08
一成分二相格子ボルツマン法を水平層状二相流における液滴発生のシミュレーションに適用した。幾つかの流動状態において、液滴が界面上からちぎれる様子が観察された。また同時に、各々の場合において、流動状態を特徴付ける無次元数を測定した。シミュレーションに対する計算格子の長さや幅の影響を調べた後、液滴発生と測定された無次元数との関係を、IshiiとGrolmesによって実験結果に基づいて提案された相関式と比較した。その結果、シミュレーション結果は、実験データと相関式と差の範囲において、相関式を再現していることがわかった。
大高 理*; 竹部 仁*; 吉朝 朗*; 福井 宏*; 片山 芳則
Solid State Communications, 123(5), p.213 - 216, 2002/08
被引用回数：18 パーセンタイル：64.66(Physics, Condensed Matter)AgIの、
-AgI構造,岩塩構造,乱れた岩塩構造及び液体の間の相関系を調べるために、大容量高圧装置と放射光を用いたX線その場観察を、圧力6GPaまで、温度1000Kまでの高温高圧下で行った。-AgI構造,不規則岩塩構造,液体の3つの相は823K,1.3GPaにある3重点で共存する。乱れた岩塩構造の融解曲線は直線で正の傾きを持つ。岩塩構造と乱れた岩塩構造の間の転移は、同じ構造の間での、幅の広いぼやけた無秩序化である。よって、乱れた岩塩構造の生成は(111)と(200)回折線の相対的な強度比の変化によって推定された。加圧にともない、岩塩構造はより高温でも安定となる。6.0GPaで岩塩構造は乱れた岩塩構造に転移することなく融解する。
村尾 良夫
混相流, 11(3), p.203 - 204, 1997/00
混相流工学の発展における問題点の指摘と、その解決のための日本混相流学会の役割について述べる。混相流のように、現象が複雑であり、微視的に定式化されていないが、実用的には、広く使われているもので、現象把握の不確実さをいかに克服して安全に使うかが重要である。現象の研究から実用までのプロセスを概観し、その過程に含まれる「人間の判断」はどのようなものかを指摘する。人間の判断の誤りを減らすためには、多数の専門家が関与するのが有効であることから、専門家集団としての学会の役割を論ずる。
辻 義之*; 松枝 慎二*; 小田 将広*; 松田 宗法*; 八木 貴広*; 玉置 昌義*; 松林 政仁; 藤根 成勲*
Nuclear Instruments and Methods in Physics Research A, 377, p.148 - 152, 1996/00
被引用回数：7 パーセンタイル：55.5(Instruments & Instrumentation)屈曲型サーモサイフォンの基本特性を研究するために、JRR-3M熱中性子ラジオグラフィ装置の実時間中性子ラジオグラフィを用いて屈曲型サーモサイフォン内の作動流体の動的振る舞いを調べるとともに、局所的ボイド率計測を行った。さらに、対向二相流の相関解析を行い、入熱量と作動流体の動きとの関係を求めた。実験及び解析の結果、本手法が金属管流路内の流体の挙動を観察するのに適しており、温度の変動のみによる計測では得ることのできない重要な情報が中性子ラジオグラフィの画像解析により得られることが分かった。
近藤 昌也; 安濃田 良成; 久木田 豊
日本機械学会第72期全国大会講演論文集,Vol. II, 0, 3 Pages, 1994/00
気液二相流における波状流からスラグ流への遷移機構を評価するに際して、波の形状及び成長過程を調べることは重要である。しかし、単一の波を対象とする場合、周期関数を積分核として用いるフーリエ解析では限界がある。そこで、wavelet変換を局所的な周波数フィルターとして用いることにより,スラグへと発達する波の、伝播による形状の変化について評価した。その結果、スラグに至る波については波状流を構成する波とは異なり、発達の過程で波周辺の広範囲の水位上昇を引き起こすことを示した。また、スラグ発生直前の波状流を構成する波については波頭の急峻化及び崩壊による形状の変化が激しいこと示した。さらに、波状流の水位の相互相関については、比較的低い周波数領域で変調の影響を強く受けるものの、それより高い周波数領域では位相速度に対応する相関のピークが抽出可能であること示した。
渡辺 正; 平野 雅司; 秋元 正幸
Journal of Nuclear Science and Technology, 30(10), p.1078 - 1083, 1993/10
被引用回数：0 パーセンタイル：0.01(Nuclear Science & Technology)本サマリーレポートは、一次元二相流特性解析コードMINCSの開発について記述したものである。MINCSは、二相流の物理現象ばかりでなく二相流解析にみられる数値的な現象をも解析するための計算ツールとして、原研において開発された。MINCSでは二流体非平衡(2V2T)モデルから均質平衡流(1V1T)モデルまでの9種類の二相流モデルを同一の数値解法のもとで扱うことができ、解法は安定性のため陰的有限差分法に基づいている。コードの構造はモジュラー化されており、構成式や相関式の導入・評価が容易である。流動様式を固定し、また、蒸気表を選択することができるため、ベンチマーク問題等への対応も容易である。
岩村 公道; 大久保 努; 新谷 文将; 村尾 良夫
Subchannel Analysis in Nuclear Reactors, p.281 - 301, 1992/00
三角配列7本ロッドテスト部を用いた定常及び非定常条件下での限界熱流束(CHF)実験における局所流動条件を求めるため、サブチャンネル解析コードCOBRA-IV-Iを使用した。局所流動条件計算結果をKfKのCHF相関式に適用することにより、定常CHFの発生を10%以内の精度で予測することができた。流量低下、出力上昇、あるいは流量と出力の同時変化条件下での非定常CHF発生も、本手法により定常実験と同程度の精度で予測することができた。本予測手法を扁平二重炉心型高転換軽水炉(HCLWR)の定常運転時及び熱的に最も厳しい一次冷却材ポンプ軸固着事故時のDNB解析に適用した結果、いずれの場合にも最小DNBRは安全基準値を十分上回っており、本高転換軽水炉は十分大きな熱的安全余裕を有することが分かった。
安濃田 良成; 久木田 豊; 田坂 完二*
Advances in Gas-liquid Flows,1990, p.283 - 289, 1990/11
高圧、低流量条件での原子炉燃料集合体内のボイド率分布を予測するために、ROSA-IV LSTFによる実験を行なった。実験は、圧力1~17.2MPa、平均熱流束4.5~62kW/m
の広範囲な条件でボイド率分布の測定を行なった。実験データを用いてCunningham-Yeh相関式およびChexal-Lellouche相関式の評価を行なったところ、これらの相関式は、広範囲の圧力に対する予測が不十分であることが明らかとなった。そのため、広範囲の圧力、熱流束条件に適用できる新相関式を提案した。
1.0m,P/D:1.1261.2,ロッド数:47岩村 公道; 大久保 努; 末村 高幸*; 平賀 富士夫; 村尾 良夫
JAERI-M 90-044, 158 Pages, 1990/03
高転換軽水炉の熱水力学的成立性研究の一環として、4本または7本ロッドからなる三角配列稠密格子バンドルでの定常及び流量低下非定常時の限界熱流束(CHF)実験を実施した。テスト部形状は、ロッド外径9.5mm、P/D:1.21.126、発熱長さ:0.5~1.0mである。定常実験条件の範囲は、圧力:1.03.9MPa、質量速度:460~4270kg/s・m、出口クオリティ:0.020.35である。サブチャンネル解析コードCOBRA-IV-1により求めた局所流動条件をCHF相関式の評価に用いた結果、定常CHFデータに関してはKfK相関式が20%以内で一致した。一方、WSC-2、EPRI-B&W、EPRI-Columbia及びKattoの相関式については、データとの一致は良好ではなかった。流量低下時には、流速減少率が6%/s以下では、過渡時と定常時のDNB発生条件に差は認められなかったが、流速減少率がさらに大きくなると、定常実験から予測されるDNB発生条件に達するよりも速くDNBに至る傾向が認められた。
岩村 公道; 黒柳 利之
JAERI 1290, 42 Pages, 1984/03
軽水炉の出力ー冷却不整合(PCM)時の燃料棒の熱的挙動を調べる研究の一環として、一様電気加熱テスト部を用いた流量低下バーンアウト実験を実施した。本研究により以下の知見が得られた。(1)流速減少率が増大してあるしきい値を越えると、バーンアウト発生時入口質量速度は定常時よりも減少し、系圧力が高くなると過度効果は小さくなった。(2)系圧力が2MPa以上の場合、流速減少率が20%/sec以下だは局所バーンアウト質量速度は定常値に一致した。(3)流速減少率が増大すると、局所バーンアウト質量速度は高圧では定常値よりも大きくなり、1MPa以下の低圧」では逆に小さくなった。(4)局所バーンアウト質量速度と定常値との比を蒸気と水の密度比および流速減少率の関数として表示する導出した。本式はCumoの実験結果をかなり良く予測した。
井口 正
Journal of Nuclear Science and Technology, 18(12), p.957 - 968, 1981/00
被引用回数：4 パーセンタイル：52.76(Nuclear Science & Technology)再冠水過程の管群流路内のボイド率を評価するために、4
4本の模擬燃料棒の管群流路を用いて再冠水実験を行なった。 管群流路内のボイド率と見掛けの蒸気流速との関係には、模擬燃料棒表面温度、模擬燃料棒発熱量の影響は小さいが、系圧力、注水速度の影響は大きいことがわかった。 また、同じ見掛け蒸気流速で比較すれば、流路を形成する固体壁(模擬燃料棒壁)が低温で濡れているか高温で乾いているかによるボイド率の差は小さいことがわかった。 さらに、Cunningham-Yehの式によるボイド率予測を広範な再冠水条件で検証し、その予測精度が
20%以内である範囲を明確にした。
山崎 彌三郎; 山口 勝治*
Journal of Nuclear Science and Technology, 16(4), p.245 - 255, 1979/00
被引用回数：44空気と水とを用いた円管内の並流下降流で、流動様式の観察およびボイド率と摩擦損失の測定を行った。下降流に特有な濡壁流のほか、上昇流と同じ種類の流動様式が観測された。これらの流動様式を、上昇流の場合と同じ変数を用いた流動様式判別線回で表示した結果、下降流では気泡流として存在する範囲が狭いという特徴が見られた。下降流でのボイド率と摩擦損失の一般関係式は我々が上昇流について成立することを確かめている。/(1-)(1-K)=
/1-と
=(1-)
を用いて求めた。(=ボイド率、=気体体積流量率、=倍増系数)。KとZとを本研究並びに他の研究者のデータから求めた結果、K=2.0-0.4/〔≦0.2〕;K=-0.25+1.25〔≧0.2〕、Z=0.90を得た。
山崎 彌三郎; 山口 勝治*
Journal of Nuclear Science and Technology, 13(12), p.701 - 707, 1976/12
被引用回数：11これまでに報告したボイド率関係式の最近得られた沸騰円管内の蒸気-水二相流データへの適合性をしらべた。またほぼ10mm以下の管径の場合のデータについて沸騰,非沸騰および空気-水系二相流の場合を検討し、上記関係式の拡張を行った。その結果簡単な関係式でこれらの諸データをまとめることができることを示した。
