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超高温ガス炉の工学的安全性に関わる捻り伝熱面の伝熱促進及び炉内熱流動特性の解明

研究課題

研究課題/領域番号 24560231
研究種目

基盤研究(C)

配分区分基金
応募区分一般
研究分野 熱工学
研究機関神戸大学

研究代表者

劉 秋生  神戸大学, 海事科学研究科(研究院), 教授 (80294263)

研究分担者 福田 勝哉  神戸大学, 海事科学研究科, 教授 (10127417)
研究協力者 PETERSON Per F.  米国カリフォルニア大学, バークレー校(UC Berkeley), 原子核工学科教授
研究期間 (年度) 2012-04-01 – 2015-03-31
研究課題ステータス 完了 (2014年度)
配分額 *注記
5,200千円 (直接経費: 4,000千円、間接経費: 1,200千円)
2014年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円)
2013年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円)
2012年度: 2,990千円 (直接経費: 2,300千円、間接経費: 690千円)
キーワード対流熱伝達 / 伝熱促進 / ねじり / 非定常 / ヘリウムガス / 熱流動特性 / 数値シミュレーション / 超高温ガス炉 / 非定常熱伝達 / 強制対流 / ヘリウム / 高温ガス炉
研究成果の概要

ねじり発熱体におけるヘリウムガスの強制対流伝熱促進を解明するため,発熱体のねじりのピッチの長さ及びピッチの数の影響を調べた。その結果,熱伝達係数はピッチが長いほど,ピッチの数が多いほど減少することが判明した。実験データに基づき,準定常熱伝達の実験式を求めた。また,数値解析によりねじり発熱体の熱伝達促進のメカニズムを解明した。さらに,超高温ガス炉(VHTR)における熱流動現象の数値シミュレーションを行い,炉内のバイパス流れ及びクロス流れを考慮し,その影響を明らかにした。

報告書

(4件)
  • 2014 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2013 実施状況報告書
  • 2012 実施状況報告書
  • 研究成果

    (47件)

すべて 2015 2014 2013 2012

すべて 雑誌論文 (16件) (うち査読あり 13件、 謝辞記載あり 9件) 学会発表 (31件)

  • [雑誌論文] Transient heat transfer for forced flow of helium gas along a horizontal plate with different widths2014

    • 著者名/発表者名
      Liu Qiusheng, Zhao Zhou, Fukuda Katsuya
    • 雑誌名

      International Journal of Heat and Mass Transfer

      巻: 75 ページ: 433-441

    • DOI

      10.1016/j.ijheatmasstransfer.2014.03.077

    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Transient heat transfer for a twisted plate in forced convection flow of helium gas2014

    • 著者名/発表者名
      Liu Qiusheng, Zhao Zhou, Fukuda Katsuya
    • 雑誌名

      15th International Heat Transfer Conference, IHTC-15

      巻: IHTC15-8667 ページ: 1-11

    • DOI

      10.1615/ihtc15.hte.008667

    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Numerical solution on transient heat transfer for forced convection flow of helium gas over a twisted plate with different helical pitch2014

    • 著者名/発表者名
      Wang Li , Liu Qiusheng, Fukuda Katsuya
    • 雑誌名

      Proceedings of the International Symposium on Marine Engineering 2014

      巻: Paper No 119 ページ: 1-6

    • NAID

      130005433402

    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Transient boiling critical heat flux on horizontal vertically-oriented ribbon in a pool of water2014

    • 著者名/発表者名
      Min Han Htet, Fukuda Katsuya , Liu Qiusheng
    • 雑誌名

      Proceedings of the International Symposium on Marine Engineering 2014

      巻: 1 ページ: 1-6

    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Recent activities in the field of thermal hydraulic researches2014

    • 著者名/発表者名
      Liu Qiusheng, Morooka Shinichi
    • 雑誌名

      Journal of Nuclear Science and Technology

      巻: 51 号: 10 ページ: 1311-1313

    • DOI

      10.1080/00223131.2014.924887

    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Numerical and experimental study on transient forced convection heat transfer for exhaust gases flowing over a horizontal plate2014

    • 著者名/発表者名
      Zhao Zhou, Liu Qiusheng, Fukuda Katsuya
    • 雑誌名

      Proceedings of the International Symposium on Marine Engineering 2014

      巻: Paper No 120 ページ: 1-6

    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Experimental study on transient heat transfer enhancement for helium gas flowing over a thin twisted plate2014

    • 著者名/発表者名
      Zhao Zhou, Liu Qiusheng, Fukuda Katsuya
    • 雑誌名

      22nd International Conference on Nuclear Engineering (ICONE22)

      巻: ICONE22-30158 ページ: 1-9

    • DOI

      10.1115/icone22-30158

    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Experimental and numerical study on transient heat transfer for helium gas flowing over a flat plate containing an exponentially increasing heat source2014

    • 著者名/発表者名
      Zhao Zhou, Liu Qiusheng, Fukuda Katsuya
    • 雑誌名

      Mechanical Engineering Journal

      巻: 1 号: 4 ページ: TEP0016-TEP0016

    • DOI

      10.1299/mej.2014tep0016

    • NAID

      130004684538

    • ISSN
      2187-9745
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Numerical Study on Transient Heat Transfer for Forced Convection Flow of Helium Gas over a Twisted Plate2014

    • 著者名/発表者名
      Wang Li , Liu Qiusheng, Fukuda Katsuya
    • 雑誌名

      The 3rd International Symposium of Maritime Sciences

      巻: 1 ページ: 149-153

    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Transient Heat Transfer for Forced Flow of Helium Gas along a Horizontal Plate with Different Widths2014

    • 著者名/発表者名
      Qiusheng Liu, Zhou Zhao and Katsuya Fukuda
    • 雑誌名

      International Journal of Heat and Mass Transfer

      巻: 2014 ページ: 1-9

    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Experimental and Numerical Study on Transient Heat Transfer for Helium Gas Flowing over a Flat Plate Containing an Exponentially Increasing Heat Source2014

    • 著者名/発表者名
      Zhou Zhao, Qiusheng Liu and Katsuya Fukuda
    • 雑誌名

      Mechanical Engineering Journal

      巻: 2014 ページ: 1-13

    • NAID

      130004684538

    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Transient Heat Transfer for Helium Gas Flowing over a Plate2013

    • 著者名/発表者名
      Zhou Zhao; Qiusheng Liu; Katsuya Fukuda
    • 雑誌名

      日本マリンエンジニアリング学会誌

      巻: 48ー3 ページ: 129-134

    • NAID

      40019703905

    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Transient Heat Transfer for Helium Gas Flowing over a Plate2013

    • 著者名/発表者名
      Zhou Zhao,Qiusheng Liu,Katsuya Fukuda
    • 雑誌名

      日本マリンエンジニアリング学会誌

      巻: 48-5 ページ: 1-6

    • NAID

      40019703905

    • 関連する報告書
      2012 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] 未来エネルギーシステムにおける高熱流束除熱に関わる基礎研究2013

    • 著者名/発表者名
      福田勝哉,劉秋生
    • 雑誌名

      日本マリンエンジニアリング学会誌

      巻: 48-2 ページ: 26-33

    • 関連する報告書
      2012 実施状況報告書
  • [雑誌論文] 強制対流ガス冷却と伝熱促進について2013

    • 著者名/発表者名
      柴原誠,劉秋生,福田勝哉
    • 雑誌名

      日本マリンエンジニアリング学会誌

      巻: 48-2 ページ: 34-39

    • NAID

      10031167631

    • 関連する報告書
      2012 実施状況報告書
  • [雑誌論文] CHF Phenomena by Photographic Study of Boiling Behavior due to Transient Heat Inputs2012

    • 著者名/発表者名
      Jongdoc Park, Katsuya Fukuda, Qiusheng Liu
    • 雑誌名

      Science and Technology of Nuclear Installations

      巻: vol.2012 ページ: 1-12

    • DOI

      10.1155/2012/248923

    • 関連する報告書
      2012 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] 表面状態の異なるリボン発熱体の水プール過渡沸騰限界熱流束2015

    • 著者名/発表者名
      阪本 理恵, ミン ハン テツ , 福田 勝哉, 劉 秋生
    • 学会等名
      日本機械学会 関西支部第90期定時総会講演会
    • 発表場所
      京都大学 桂キャンパス(京都市)
    • 年月日
      2015-03-16 – 2015-03-17
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] 狭流路におけるヘリウムガスの強制対流過渡熱伝達に関する研究2015

    • 著者名/発表者名
      三石 朗大 , 王 麗,劉 秋生,福田 勝哉
    • 学会等名
      日本機械学会 関西支部第90期定時総会講演会
    • 発表場所
      京都大学 桂キャンパス(京都市)
    • 年月日
      2015-03-16 – 2015-03-17
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] Numerical Solution on Transient Heat Transfer for Forced Convection Flow of Helium Gas over a Twisted Plate2014

    • 著者名/発表者名
      王 麗, 劉 秋生, 福田 勝哉
    • 学会等名
      日本マリンエンジニアリング学会第84回学術講演会
    • 発表場所
      海峡メッセ下関(山口県)
    • 年月日
      2014-11-19 – 2014-11-21
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] 低流速時の円管内流動非沸騰熱伝達に関する研究2014

    • 著者名/発表者名
      中村 雄史, 福田 勝哉,劉 秋生, 畑 幸一
    • 学会等名
      日本マリンエンジニアリング学会第84回学術講演会
    • 発表場所
      海峡メッセ下関(山口県)
    • 年月日
      2014-11-19 – 2014-11-21
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] Experimental and Theoretical Study on Transient Heat Transfer for Forced Convection Flow of Helium Gas over a Twisted Plate with Different Length2014

    • 著者名/発表者名
      Wang Li , Liu Qiusheng, Fukuda Katsuya
    • 学会等名
      日本機械学会熱工学コンファレンス2014 講演論文集
    • 発表場所
      芝浦工業大学(東京都)
    • 年月日
      2014-11-08 – 2014-11-09
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] EXPERIMENTAL STUDY ON TRANSIENT HEAT TRANSFER ENHANCEMENT FOR HELIUM GAS FLOWING OVER A THIN TWISTED PLATE2014

    • 著者名/発表者名
      Zhou Zhao, Qiusheng Liu and Katsuya Fukuda
    • 学会等名
      Proceedings of the 22nd International Conference on Nuclear Engineering, ICONE22
    • 発表場所
      Prague, Czech Republic
    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
  • [学会発表] TRANSIENT HEAT TRANSFER FOR A TWISTED PLATE IN FORCED CONVECTION FLOW OF HELIUM GAS2014

    • 著者名/発表者名
      Qiusheng Liu, Zhou Zhao, and Katsuya Fukuda
    • 学会等名
      Proceedings of the 15th International Heat Transfer Conference, IHTC-15
    • 発表場所
      kyoto, Japan
    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
  • [学会発表] ミニチャンネル受熱部をもつ閉ループサーモサイフォンの高熱流束熱輸送特性2014

    • 著者名/発表者名
      樋口 慶明;福田 勝哉;劉 秋生
    • 学会等名
      関西支部第89期定時総会講演会,日本機械学会関西支部
    • 発表場所
      大阪府立大学中百舌鳥キャンパス
    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
  • [学会発表] Subcooled Pool Boiling CHF on Horizontal Cylinders with Different Surfaces in a Pool of Water at Pressures due to Pre-pressurization and Exponentially Increasing Heat Inputs2014

    • 著者名/発表者名
      ミン ハン テツ;福田 勝哉;劉 秋生
    • 学会等名
      関西支部第89期定時総会講演会,日本機械学会関西支部
    • 発表場所
      大阪府立大学中百舌鳥キャンパス
    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
  • [学会発表] 管内サブクール流動沸騰CHFに関する実験的研究2014

    • 著者名/発表者名
      李 延涛;福田 勝哉;劉 秋生
    • 学会等名
      関西支部第89期定時総会講演会,日本機械学会関西支部
    • 発表場所
      大阪府立大学中百舌鳥キャンパス
    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
  • [学会発表] ヘリウムガスにおけるねじり発熱体の強制対流熱伝達2014

    • 著者名/発表者名
      三石朗大;趙舟;劉秋生;福田勝哉
    • 学会等名
      関西支部第89期定時総会講演会,日本機械学会関西支部
    • 発表場所
      大阪府立大学中百舌鳥キャンパス
    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
  • [学会発表] TRANSIENT FORCED CONVECTION HEAT TRANSFER FROM VARIOUS GASES FLOWING OVER HORIZONTAL HEATERS WITH DIFFERENT CONFIGURATIONS2013

    • 著者名/発表者名
      Qiusheng Liu; Katsuya Fukuda; Xiaoying Zhang
    • 学会等名
      The 15th International Topical Meeting on Nuclear Reactor Thermal Hydraulics (NURETH-15)
    • 発表場所
      Pisa, Italy
    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
  • [学会発表] TRANSIENT HEAT TRANSFER FOR HELIUM GAS FLOWING OVER A HORIZONTAL FLAT-PLATE WITH DIFFERENT WIDTHS2013

    • 著者名/発表者名
      Zhou Zhao; Qiusheng Liu; Katsuya Fukuda
    • 学会等名
      Proceedings of the 21st International Conference on Nuclear Engineering (ICONE21)
    • 発表場所
      Chengdu, China
    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
  • [学会発表] EXPERIMENTAL AND NUMERICAL STUDY ON TRANSIENT HEAT TRANSFER FOR HELIUM GAS FLOWING OVER A FLAT PLATE WITH UNIFORM EXPONENTIAL HEAT GENERATION2013

    • 著者名/発表者名
      Zhou Zhao; Qiusheng Liu; Katsuya Fukuda
    • 学会等名
      The 24th International Symposium on Transport Phenomena (ISTP-24)
    • 発表場所
      Yamaguchi, Japan
    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
  • [学会発表] Transient Heat Transfer for Helium Gas with Exponentially Increasing Heat Inputs in Horizontal Heaters2013

    • 著者名/発表者名
      Qiusheng Liu; Katsuya Fukuda; Zhou Zhao
    • 学会等名
      International seminar on Subchannel Analysis CFD modeling and verification, CHF experiment and benchmarking
    • 発表場所
      Xian Jitao-tong University, China
    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
  • [学会発表] Enhancement of Forced Convection Heat Transfer Using Twisted Heater with Exponential Heat Inputs2013

    • 著者名/発表者名
      Makoto Shibahara; Qiusheng Liu; Katsuya Fukuda
    • 学会等名
      ASME 2013 Heat Transfer Summer Conference (HT2013)
    • 発表場所
      Minneapolis, USA
    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
  • [学会発表] Nonlinear characteristics of pool and flow boiling CHF in subcooled water2013

    • 著者名/発表者名
      Katsuya Fukuda; Qiusheng Liu
    • 学会等名
      International seminar on Subchannel Analysis CFD modeling and verification, CHF experiment and benchmarking
    • 発表場所
      Xian Jitao-tong University, China
    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
  • [学会発表] PHOTOGRAPHIC STUDY OF SUBCOOLED POOL BOILING CRITICAL HEAT FLUX ON HORIZONTAL CYLINDERS WITH COMMERCIAL AND ROUGH SURFACES2013

    • 著者名/発表者名
      Min Han Htet; Katsuya FUKUDA; Qiusheng LIU
    • 学会等名
      The 21st International Conference on Nuclear Engineering (ICONE21)
    • 発表場所
      Chengdu, China
    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
  • [学会発表] PHOTOGRAPHIC STUDY OF SUBCOOLED POOL BOILING CHF FOR PRE-PRESSURIZATION BEFORE EACH EXPERIMENTAL RUN2013

    • 著者名/発表者名
      Min Han Htet; Katsuya FUKUDA; Qiusheng LIU
    • 学会等名
      The 24th International Symposium on Transport Phenomena (ISTP-24)
    • 発表場所
      Yamaguchi, Japan
    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
  • [学会発表] ヘリウムガス流れにおけるねじり発熱体の伝熱促進効果2013

    • 著者名/発表者名
      趙,劉,福田
    • 学会等名
      第83回日本マリンエンジニアリング学術講演会
    • 発表場所
      静岡
    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
  • [学会発表] 強制対流ガス冷却に関する数値シミュレーション2013

    • 著者名/発表者名
      柴原 誠;劉 秋生;福田 勝哉
    • 学会等名
      第83回マリンエンジニアリング学術講演会,日本マリンエンジニアリング学会
    • 発表場所
      グランシップ静岡
    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
  • [学会発表] 高熱流束二相閉ループサーモサイフォンの熱輸送特性2013

    • 著者名/発表者名
      樋口 慶明;福田 勝哉;劉 秋生
    • 学会等名
      第83回マリンエンジニアリング学術講演会
    • 発表場所
      グランシップ静岡
    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
  • [学会発表] ねじりテープ発熱体における過渡熱伝達2013

    • 著者名/発表者名
      趙 舟, 劉 秋生, 福田 勝哉
    • 学会等名
      日本機械学会関西支部第88回定時総会講演会論文集
    • 発表場所
      大阪工業大学
    • 関連する報告書
      2012 実施状況報告書
  • [学会発表] TRANSIENT FORCED CONVECTION HEAT TRANSFER FROM VARIOUS GASES FLOWING OVER HORIZONTAL HEATERS WITH DIFFERENT CONFIGURATIONS2013

    • 著者名/発表者名
      Q. S. Liu, K. Fukuda, X. Y. Zhang, J. P. Liu
    • 学会等名
      The 15th International Topical Meeting on Nuclear Reactor Thermal Hydraulics (NURETH-15)
    • 発表場所
      Pisa, Italy
    • 関連する報告書
      2012 実施状況報告書
  • [学会発表] 非定常熱伝達に関する研究2013

    • 著者名/発表者名
      劉 秋生
    • 学会等名
      学術交流
    • 発表場所
      South China University of Technology, China
    • 関連する報告書
      2012 実施状況報告書
  • [学会発表] 種々ガスを用いた強制対流過渡熱伝達に関する研究2013

    • 著者名/発表者名
      柴原 誠,劉 秋生, 福田 勝哉
    • 学会等名
      日本機械学会関西支部第88回定時総会講演会論文集
    • 発表場所
      大阪工業大学
    • 関連する報告書
      2012 実施状況報告書
  • [学会発表] 管内におけるサブクール流動沸騰CHFに関する実験的研究2013

    • 著者名/発表者名
      Li Yantao,福田 勝哉,劉 秋生
    • 学会等名
      日本機械学会関西支部第88回定時総会講演会論文集
    • 発表場所
      大阪工業大学
    • 関連する報告書
      2012 実施状況報告書
  • [学会発表] STUDY ON FORCED CONVECTION TRANSIENT HEAT TRANSFER FOR HELIUM GAS FLOWING OVER HORIZONTAL HEATERS2012

    • 著者名/発表者名
      Zhou Zhao,Qiusheng Liu,Katsuya Fukuda
    • 学会等名
      8th International Symposium on Heat Transfer
    • 発表場所
      Beijing, China
    • 関連する報告書
      2012 実施状況報告書
  • [学会発表] Transient Heat Transfer for Helium Gas Flowing over a Plate2012

    • 著者名/発表者名
      趙 舟, 劉 秋生, 福田 勝哉
    • 学会等名
      第82回日本マリンエンジニアリング学術講演会
    • 発表場所
      サンポートホール高松
    • 関連する報告書
      2012 実施状況報告書
  • [学会発表] Study on Forced Convection Transient Heat Transfer for Helium GasFlowing over Horizontal Heaters2012

    • 著者名/発表者名
      Zhou Zhao, Qiusheng Liu and Katsuya Fukuda
    • 学会等名
      EAISS2012
    • 発表場所
      Kobe, Japan
    • 関連する報告書
      2012 実施状況報告書
  • [学会発表] Subcooled flow boiling CHF versus outlet subcooling in short tube2012

    • 著者名/発表者名
      Yantao Li, Katsuya Fukuda, Qiusheng Liu
    • 学会等名
      The 23rd International Symposium on Transport Phenomena (ISTP-23)
    • 発表場所
      Auckland, New Zealand
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公開日: 2013-05-31   更新日: 2019-07-29  

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