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論文

Development of prediction technology of two-phase flow dynamics under earthquake acceleration, 16; Experimental and numerical study of pressure fluctuation effects on bubble motion

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*

Proceedings of 23rd International Conference on Nuclear Engineering (ICONE-23) (DVD-ROM), 8 Pages, 2015/05

In this study, visualization experiment for the bubbly flow in a horizontal pipe excited by oscillation acceleration was performed to understand bubbly flow behavior under earthquake acceleration. Liquid pressure was also measured at upstream and downstream of the test section. In addition, to consider detailed effects of pressure gradient on bubble motion, numerical simulation of two-phase flow in horizontal pipe with vibration was performed by a detailed two-phase flow simulation code with an advanced interface tracking method: TPFIT. Based on observed images and calculated results, bubble velocity was evaluated. It was confirmed that the pressure gradient amplitude increased with the increase of the frequency of the table. In addition, it was observed that the bubble velocity amplitude also increases with the increase of the frequency of the table. It was concluded that the bubble motion was strongly affected by the pressure gradient in the test section.

論文

Development of prediction technology of two-phase flow dynamics under earthquake acceleration

吉田 啓之; 永武 拓; 高瀬 和之; 金子 暁子*; 文字 秀明*; 阿部 豊*

Mechanical Engineering Journal (Internet), 1(4), p.TEP0025_1 - TEP0025_11, 2014/08

In this study, to develop the predictive technology of two-phase flow dynamics under earthquake acceleration, a detailed two-phase flow simulation code with an advanced interface tracking method TPFIT was expanded. In addition, the bubbly flow in a horizontal pipe excited by oscillation acceleration and under the fluctuation of the liquid flow was simulated by using the modified TPFIT. In the results, it was confirmed that the modified TPFIT can predict time dependent velocity distribution around the bubbles and shapes of bubbles qualitatively. The main cause of bubble deformation observed is large shear stress at the lower part of the bubble, and this large shear stress is induced by the velocity difference between the liquid phase and bubble. Moreover, we discussed about the difference between both effects of flow rate fluctuation and structure vibration on two-phase flow. In the results, bubble acceleration of the structure vibration case was larger than that of the flow rate fluctuation case. Finally, it was concluded that unsteady shear stress induced by vibration of the pipe wall was one of the main driving forces of bubble motion in structure vibration case.

論文

Improvement of high-voltage performance of acceleration tubes by cleaning the walls with a high-pressure water jet

竹内 末広; 仲野谷 孝充; 株本 裕史; 吉田 忠

Nuclear Instruments and Methods in Physics Research A, 513(3), p.429 - 438, 2003/11

 被引用回数:2 パーセンタイル:76.51

原研(東海)タンデム加速器では加速電圧を18-20MVに改善するため加速管をコンプレスドジオメトリー型の新加速管に更新する計画をすすめている。新加速管に交換することで加速ギャッブ数が増え加速電圧を改善できる可能性がある。しかし、大型加速器では一般に交換後のコンディショニングには1-2か月の長い期間を要する。そこで、加速管内面をあらかじめ高圧純水洗浄により洗浄し、放電の源となる、あるいは放電を助長する絶縁体表面の汚れや微粒子を除去することにより、放電活動を抑制し短期間で期待する電圧にすることを考えた。高圧純粋洗浄した従来の加速管1MV分6本をタンデム加速器で高電圧試験を行い、また新加速管3MV分6本を高圧純粋洗浄し加速管メーカーのNEC社の3MV試験装置で高電圧試験を行った。結果は、どちらも定格電圧を短時間で越え、かつ放電は従来の加速管と比べ極めて少なかった。新加速管3MVの試験ではコンディショニングは加速管が安定に近い状態で進み24時間内に高度に安定な状態に達した。これで加速電圧の改善計画に明るい展望が開けた。本文では洗浄効果,セラミックスの表面などについての研究成果を述べており、放電活動は絶縁体表面の汚れや微粒子が主な原因であったことを明らかにしている。

論文

Replacement of accelerator tubes of the JAERI tandem accelerator with tubes cleaned by a high-pressure water jet

竹内 末広; 仲野谷 孝充; 株本 裕史; 石崎 暢洋; 松田 誠; 月橋 芳廣; 神田 将; 田山 豪一; 阿部 信市; 吉田 忠

第14回加速器科学研究発表会報告集, p.308 - 310, 2003/00

原研タンデム加速器は端子電圧を改善するためコンプレスドジオメトリの加速管に更新した。更新にあたって加速管内を高圧純水洗浄するアイデアを検証するための種種の簡単な試験と1MV及び3MVの高電圧試験を行った。その結果加速管セラミック表面は剥がれやすい微粒子がかなり付着していて、高圧純水洗浄等で清浄化することで高電圧性能が飛躍的に改善されることがわかった。加速管更新については経過を述べる。

論文

Longitudinal beam dynamincs on 3 GeV PS in JAERI-KEK joint project

山本 昌亘; 田村 文彦; 絵面 栄二*; 橋本 義徳*; 森 義治*; 大森 千広*; Schnase, A.*; 高木 昭*; 上杉 智教*; 吉井 正人*

Proceedings of 8th European Particle Accelerator Conference (EPAC 2002), p.1073 - 1075, 2002/00

JAERI-KEK統合計画大強度陽子加速器施設の3GeV陽子シンクロトロンにおいては、大強度養子ビームを加速するため、ビーム損失を押さえる方策が必要となる。縦方向ビーム運動については、空間電荷効果を提言するため高周波加速電圧に2倍高調波を重畳し、なおかつ運動量オフセットを持たせた入射ペインティング方式を採用することで、バンチングファクターを0.4まで改善できることを粒子追跡計算コードによって確認した。また、高周波加速システムに与えるビーム負荷の影響が強く、特に入射と取りだしの付近ではその影響が非常に大きくなるため、ビーム負荷補償システムを高周波加速システムに導入することを考えており、ビーム負荷補償が効果的に働くことを粒子追跡計算コードによって確認した。

論文

The JA home team design of the ITER ECRF power supply system

恒岡 まさき; 今井 剛; E.Bowles*; I.Benfatto*; 吉田 利夫*; 石橋 正幸*

Fusion Engineering and Design, 45(2), p.197 - 207, 1999/00

 被引用回数:1 パーセンタイル:85.52

本論文はITERの工学設計の設計タスクで行われたITER ECRF用電源システム設計において日本チームの検討をもとに述べたものである。本システムは68MWの総容量のジャイロトロンを駆動する電源である。システムは55MVAの66kVライン4線で受電し、1ラインに4ユニットのECRF電源へ給電する。1ユニット分の電源はエネルギー回収ジャイロトロン4基を駆動し、原研ですでに開発した実績のあるIGBTスイッチを保護装置として、加速電源にDC-DCコンバータ電源を採用した設計とした。主電源にはサイリスタ交流電力調整装置を採用し、急峻な負荷変動に対する電圧安定化制御を行う。本論文ではジャイロトロン保護のための許容エネルギー条件を満たすための設計と主電源の電圧安定化制御法の設計を述べ各機器のレイアウトについて述べた。

論文

Development of d.c.power supply for gyrotron with energy recovery system

恒岡 まさき; 藤田 秀男*; 坂本 慶司; 春日井 敦; 今井 剛; 永島 孝; 浅香 敏夫*; 上岡 伸好*; 安田 昌弘*; 飯山 俊光*; et al.

Fusion Engineering and Design, 36(4), p.461 - 469, 1997/00

 被引用回数:20 パーセンタイル:16.29

本論文は核融合プラズマの加熱の1方式である電子サイクロトロン周波帯加熱電流駆動に用いるジャイロトロン発振管用電源について述べたものである。特に原研にて開発成功したエネルギー回収型ジャイロトロン用電源について述べたものである。この電源は発振に必要な電力を供給する主電源と発振に必要な安定電界を形成するための加速電源から構成される。加速電源により加速された電子はジャイロトロンの空胴共振器で高周波電力に変換され、加速電圧と主電源電圧差で生ずる減速電界によりスペントビームのエネルギー回収を行う。本論文ではこれらの構成とジャイロトロン実験による実証例を述べた。これにより従来型の方式に較べ電源容量で1/2冷却装置容量で1/3になる見通しを明らかにした。

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