気体と液体が混ざった流れの様子を計算機で予測

2022.08.02 By 日本原子力機構

数理科学

技術概要

計算機を用いて気体と液体が混合した流れを計算します。固体の溶融や凝固も取り扱うことが可能です。

用途・応用

化学プラントの装置の設計

背景・課題

 現在の原子炉燃料集合体の熱設計において用いられるサブチャンネル解析コードでは、実験結果に基づく多くの経験式が必要である。日本原子力研究所において開発を進めている超高燃焼水冷却増殖炉では、燃料棒間ギャップ1mm程度の高稠密炉心が用いられるが、高稠密炉心におけるギャップ間隔などの影響について、十分な情報は得られていない。

手段

 高稠密炉心内気液二相流特性を、大規模数値シミュレーションによって解明する手法の開発を行っており、この一環として、高い体積保存性と界面輸送性を有する新たな界面追跡法を構築し、それを導入した二相流直接解析手法を開発した。

効果

 本研究の結果、本提案の解析手法の気泡流に対する体積保存の誤差が0.6%以下であることを確認した。

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