| 研究課題/領域番号 |
17K07009
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| 研究種目 |
基盤研究(C)
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| 配分区分 | 基金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 研究分野 |
原子力学
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| 研究機関 | 京都大学 |
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研究代表者 |
沈 秀中 京都大学, 複合原子力科学研究所, 助教 (20362410)
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| 研究期間 (年度) |
2017-04-01 – 2020-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2019年度)
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| 配分額 *注記 |
4,810千円 (直接経費: 3,700千円、間接経費: 1,110千円)
2019年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
2018年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
2017年度: 1,950千円 (直接経費: 1,500千円、間接経費: 450千円)
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| キーワード | 熱流動 / ロッドバンドル流路 / 気液二相流 / 気相拡散 / 界面積濃度輸送方程式 / 気液二相流計測 / データベース構築 / 国際研究者交流 |
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| 研究成果の概要 |
本研究は、燃料集合体を模擬する６×６ロッドバンドル流路に入口境界条件（気相空間分布）を局所的に制御可能な気相導入装置を装着し、入口境界条件の異なる複雑な気液二相流を発生させ、先進ダブルセンサー・プローブとフォーセンサー・プローブ法を用いた局所ボイド率、界面積濃度、気泡径及び三次元界面速度の計測を行い、気液二相流の気相拡散特性データベースを構築した。更に、既存のドリフトフラックスモデルと界面積濃度輸送方程式用気泡合体・分裂モデルを評価した上で、ロッドバンドル内気液二相流の気相拡散機構と界面積濃度輸送機構を解明し、新しいドリフトフラックスモデルと気泡合体・分裂モデルを開発・検証した。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
本研究では、気相の均一・非均一導入と気泡拡散が流れの流動特性に及ぼす影響を検証可能な６×６垂直ロッドバンドル内上昇気液二相流の実験ループを設置し、三年間に渡って実験的研究とモデリング研究を行った。構築した高精度実験データベースは原子炉熱流動シミュレーションの質量、運動量、エネルギー保存則を閉じるための構成方程式の高度化とそのシミュレーション結果の妥当性検討（V&V）に重要である。開発した新しいドリフトフラックスモデルと気泡合体・分裂モデルは、原子炉熱流動シミュレーションの予測精度向上に貢献できるため、原子力エネルギーの効率化及び経済性、安全性と使用済み燃料低減の問題解決に寄与することである。
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