不規則幾何形状を持つ溶液臨界系に対する多重相反境界要素解析手法の確立

1998 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 10558074
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
• Research Institution: Hokkaido University
• Principal Investigator: 板垣 正文 北海道大学, 大学院・工学研究科, 教授 (30281786)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 榎戸 武揚 北海道大学, 大学院・工学研究科, 教授 (10001992) ; 成田 正邦 北海道大学, 大学院・工学研究科, 教授 (00001313)
• Keywords: 再処理工程 / 地震動 / 溶液状核物質 / 臨界安全 / 規則幾何形状 / 多重相反境界要素法 / 境界要素データ / プリプロセッサ

Research Abstract

交付申請書に記したように、本研究の目的は再処理工程において地震動等に起因して遭遇する溶液状核物質の複雑幾何形状を精密にモデル化し、多重相反境界要素法に基づく臨界安全解析を行う計算システムを完成させることにある。
本年度の実績は以下の通りである。まず、英国CM-BEASY社より熱伝導解析等に用いられる境界要素データ作成プリプロセッサBEASY-IMSを導入し、北大におけるワークステーションへのインストールを終了するとともに境界要素データ作成法の習熟に努めた。さらに、このブリプロセッサで求めた基準となる境界要素データに対して幾何形状の変動に応じてデータを修正する補助プログラムを作成した。多重相反境界要素法に基づく臨界計算コード本体で要求される2次のアイソパラメトリック境界要素データに臨界計算のための核定数、計算条件等を加えたテスト計算を行い、臨界計算モデルを効率的に作成できることを確認した。その後、再処理工程で想定される典型的な不規則幾何形状のひとつである液面傾斜の場合について種々のモデルの作成と解析結果の蓄積を行った。ここで得られる成果については、本年8月に英国オクスフォードで開催される境界要素法国際会議BEM21で発表すべく併せて準備を進めている。
日本原子力研究所臨界安全研究室/NUCEFの研究者、日本大学生産工学部の登坂教授らと面談し、地震時に想定されるスロッシング、スワーリング等に伴いタンク内でどのような液面形状が形成されるかについて知見を集めた。また、大型の動揺実験装置を有する職業能力開発大学に対してスロッシング実験データの提供を依頼中である。このデータが取得できた場合に備えて、液面データ処理プログラムを作成した。
来年度以降は、不規則幾何形状データの蓄積に努めるとともに臨界計算コード本体の効率化も含め、実用的な臨界安全解祈システムの完成を目指していく予定である。