GPUスパコンを用いた原子力気液二相流解析に適した新たな界面モデルの開発

• Project/Area Number: 24K14973
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Section: 一般
• Review Section: Basic Section 60090:High performance computing-related
• Research Institution: Japan Atomic Energy Agency
• Principal Investigator: 杉原 健太 国立研究開発法人日本原子力研究開発機構, システム計算科学センター, 研究職 (80621929)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 小野寺 直幸 国立研究開発法人日本原子力研究開発機構, システム計算科学センター, 研究職 (50614484) ; Sitompul Yos・Panagaman 国立研究開発法人日本原子力研究開発機構, システム計算科学センター, 研究職 (90976945)
• Project Period (FY): 2024-04-01 – 2027-03-31
• Project Status: Granted (Fiscal Year 2024)
• Budget Amount: ¥4,550,000 (Direct Cost: ¥3,500,000、Indirect Cost: ¥1,050,000); Fiscal Year 2026: ¥1,690,000 (Direct Cost: ¥1,300,000、Indirect Cost: ¥390,000); Fiscal Year 2025: ¥1,430,000 (Direct Cost: ¥1,100,000、Indirect Cost: ¥330,000); Fiscal Year 2024: ¥1,430,000 (Direct Cost: ¥1,100,000、Indirect Cost: ¥330,000)
• Keywords: 界面捕獲法 / Multi-Phase Field法 / 気液二相流 / 気泡合体モデル

Outline of Research at the Start

本研究では原子力気液二相流体解析における気泡流、スラグ流、チャーン流、環状噴霧流までの界面挙動をシームレスに表現可能な新しい気液界面モデルを開発する。VOF法やPF法のような既存の界面捕獲手法では、接近した気泡同士は非物理的に合体してしまうため、連鎖的に発生する気泡合体によってボイド率の解析精度が著しく低下してしまう。そこで、多数の相を計算できようにPF法を拡張したMPF法をベースとした物理的に妥当な気泡合体モデルを開発することで原子力気液二相流の解析精度向上を目指す。多数の気泡を含む流れの解析には大規模計算が必須となるためGPUスパコンを利用した解析コードを開発する。