溶融層内のマランゴニ対流の数値シミュレーション

横川 三津夫

JAERI-M 92-038, 69 Pages, 1992/03

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本報告書では、ナビエ-ストークス方程式とエネルギー方程式を用いて数値シミュレーションを行うことによって、電子ビームによる金属溶融過程の非定常特性を明らかにした。また、固液境界面の時間発展を融解熱モデルを用いて予測した。この融解熱モデルは2相ステファン問題を用いて詳細に検討した。一方、格子数やクーラン数を変化させて、非線形項に対する1次風上差分法と高次精度差分法の適用可能限界について議論した。高次精度差分法を用いた数値シミュレーションによる溶融層形状は実験結果と一致することが分った。さらに、溶融層内の流れをモデル化したマランゴニ対流のレイノルズ数依存性について検討した。この結果、溶融層の周辺部に生じる2つの渦は、溶融層を形成する上で重要な要因となっていることが分かった。

Effect of flow rate on fission-product deposition from high-temperature gas streams

北原 種道; 横尾 宏; 海江田 圭右; 豊島 昇; 福島 征夫; 熊谷 勝昭; 山田 忠則; 小菅 征夫

Journal of Nuclear Science and Technology, 13(3), p.111 - 118, 1976/03

https://doi.org/10.3327/jnst.13.111

固体状FPの沈着挙動に関する実験的研究を、インパイルヘリウムループを用いて、ガス温度500C、レイノルズ数1,300~13,000の流動ガスを対象に行った。ステンレス鋼管を流動ガスに曝し、沈着したFPの流れ方向の分布を線スペクトル測定法により求めた。沈着分布の形を基に沈着核種を3つのグループに分類できる。5Zr-Np,7Zr,9Mo,03Ru,32Teを第1グループ、Sr,Ba-La,Ceを第2グループ、I,Iを第3グループとした。Csは第2および第3グループの特徴を示した。指数関数的分布を示す第1グループ核種に対して沈着係数を得た。沈着係数に及ぼす流量(レイノルズ数)の影響を検討した結果、レイノルズ数13,000以下の流れに対して、金属FPの沈着速度は境界層における物質移行によって決定され、表面での吸着にはほとんど影響されないことが分かった。