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ロッドバンドル内低流速気液二相流の流動特性と界面積濃度輸送機構解明に関する研究

研究課題

研究課題/領域番号 26420870
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 原子力学
研究機関京都大学

研究代表者

沈 秀中  京都大学, 原子炉実験所, 助教 (20362410)

研究協力者 日引 俊  パデュー大学, 原子力工学研究科, 教授
研究期間 (年度) 2014-04-01 – 2017-03-31
研究課題ステータス 完了 (2016年度)
配分額 *注記
5,070千円 (直接経費: 3,900千円、間接経費: 1,170千円)
2016年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
2015年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円)
2014年度: 2,080千円 (直接経費: 1,600千円、間接経費: 480千円)
キーワード燃料集合体内気液二相流 / ボイド率 / 界面積濃度 / ドリフトフラックスモデル / 界面輸送モデル / 気液二相流計測 / データベース構築 / 国際研究者交流
研究成果の概要

本研究は、フォーセンサ・光学プローブ計測系統を開発・整備し、6×6ロッドバンドル内低流速多次元気液二相流における局所流動特性値の測定を行い、データベースを構築した。本研究と他の研究者の実験データにより既存ドリフトフラックスモデル相関式、界面積濃度相関式と界面積濃度輸送方程式の適用性評価を行い、ロッドバンドル内気液二相流に適用できる二群気泡界面積濃度相関式とチャンネルボック内気液二相流に適用できる二群気泡界面積濃度相関式を新たに開発・検証した。更に、気液二相流の界面積濃度輸送方程式を一元化する際に導入した界面積濃度加重平均界面速度がボイド率加重平均気相速度により近似できるモデルを提案・検証した。

報告書

(4件)
  • 2016 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2015 実施状況報告書
  • 2014 実施状況報告書
  • 研究成果

    (23件)

すべて 2017 2016 2015 2014 その他

すべて 国際共同研究 (4件) 雑誌論文 (9件) (うち国際共著 6件、 査読あり 9件、 オープンアクセス 6件、 謝辞記載あり 4件) 学会発表 (9件) (うち国際学会 4件、 招待講演 1件) 備考 (1件)

  • [国際共同研究] パーデュー大学/ミズーリ科学技術大学(米国)

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [国際共同研究] 上海理工大学(中国)

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [国際共同研究] パーデュー大学(米国)

    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
  • [国際共同研究] 上海理工大学(中国)

    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
  • [雑誌論文] Prediction of Interfacial Area Transport in a Coupled Two Fluid Model Computation2017

    • 著者名/発表者名
      J. P. Schlegel, T. Hibiki, X. Shen, S. Appathurai, H. Subramani
    • 雑誌名

      Journal of Nuclear Science and Technology

      巻: 54 号: 1 ページ: 58-73

    • DOI

      10.1080/00223131.2016.1205530

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Development of void fraction-quality correlation for two-phase flow in horizontal and vertical tube bundles2017

    • 著者名/発表者名
      T. Hibiki, K. Mao, T. Ozaki
    • 雑誌名

      Progress in Nuclear Energy

      巻: 97 ページ: 38-52

    • DOI

      10.1016/j.pnucene.2017.01.003

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Development of interfacial area concentration correlations for small and large bubbles in gas-liquid two-phase flows2016

    • 著者名/発表者名
      X. Shen, B. Deng
    • 雑誌名

      International Journal of Multiphase Flow

      巻: 87 ページ: 136-155

    • DOI

      10.1016/j.ijmultiphaseflow.2016.07.017

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著 / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Gas-liquid bubbly flow structure in a vertical large-diameter square duct2016

    • 著者名/発表者名
      Shen, Xiuzhong; Sun, Haomin; Deng, Baoqing; Hibiki, Takashi; Nakamura, Hideo
    • 雑誌名

      Progress in Nuclear Energy

      巻: 89 ページ: 140-158

    • DOI

      10.1016/j.pnucene.2016.02.014

    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著 / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Interfacial area concentration in gas-liquid bubbly to churn flow regimes in large diameter pipes2015

    • 著者名/発表者名
      Shen, Xiuzhong; Hibiki, Takashi
    • 雑誌名

      International Journal of Heat and Fluid Flow

      巻: 54 ページ: 107-118

    • DOI

      10.1016/j.ijheatfluidflow.2015.05.002

    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著 / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] CFD simulation of an unbaffled stirred tank reactor driven by a magnetic rod: assessment of turbulence models2015

    • 著者名/発表者名
      Li, Jiajia; Deng, Baoqing; Zhang, Bing; Shen, Xiuzhong; Kim, Chang Nyung
    • 雑誌名

      Water Science and Technology

      巻: 72 号: 8 ページ: 1308-1318

    • DOI

      10.2166/wst.2015.314

    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Bubbly-to-cap bubbly flow transition in a long-26m vertical large diameter pipe at low liquid flow rate2015

    • 著者名/発表者名
      Shen, Xiuzhong; Hibiki, Takashi; Nakamura, Hideo
    • 雑誌名

      International Journal of Heat and Fluid Flow

      巻: 52 ページ: 140-155

    • DOI

      10.1016/j.ijheatfluidflow.2015.01.001

    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Experimental study on the safety of Kyoto University research reactor at natural circulation cooling mode2015

    • 著者名/発表者名
      Zhang, Jian; Shen, Xiuzhong; Fujihara, Yasuyuki; Sano, Tadafumi; Yamamoto, Toshihiro; Nakajima, Ken
    • 雑誌名

      Annals of Nuclear Energy

      巻: 76 ページ: 410-420

    • DOI

      10.1016/j.anucene.2014.10.010

    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] CFD simulation on hydrodynamics in fluidized beds: assessment of gradient approximations and turbulence models2015

    • 著者名/発表者名
      Guo, Yuan; Deng, Baoqing; Ge, Daqiang; Shen, Xiuzhong
    • 雑誌名

      Heat and Mass Transfer

      巻: - 号: 8 ページ: 1067-1074

    • DOI

      10.1007/s00231-014-1478-y

    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] Multi-dimensional gas-liquid two-phase flow in vertical large-diameter channels2017

    • 著者名/発表者名
      X. Shen, J. P. Schlegel, T. Hibiki, H. Nakamura
    • 学会等名
      Proceeding of the 11th Japan-U.S. Seminar on Two-Phase Flow Dynamics
    • 発表場所
      Hokkaido University (Sapporo, Hokkaido, Japan)
    • 年月日
      2017-06-22
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] ロッドバンドル内気液二相流用界面積濃度輸送モデル2017

    • 著者名/発表者名
      沈秀中、鄧保慶
    • 学会等名
      第51回京都大学原子炉実験所学術講演会,論文番号:P22
    • 発表場所
      京都大学原子炉実験所(大阪府泉南郡熊取町)
    • 年月日
      2017-01-26
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] Estimation of interfacial area concentrations for two-group bubbles in gas-liquid two-phase flows2016

    • 著者名/発表者名
      X. Shen, B. Deng
    • 学会等名
      Proceeding of the 11th International Topical Meeting on Nuclear Reactor Thermal Hydraulics, Operation and Safety (NUTHOS-11) Paper No.: N11P0136
    • 発表場所
      Gyeongju (Korea)
    • 年月日
      2016-10-09
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 軽水炉用ロッドバンドル内低流速気液二相流の流動特性研究2016

    • 著者名/発表者名
      沈秀中、日引俊
    • 学会等名
      第50回京都大学原子炉実験所学術講演会,論文番号:P23
    • 発表場所
      京都大学原子炉実験所(大阪府熊取町)
    • 年月日
      2016-01-27
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
  • [学会発表] Evaluation of interfacial area transport equation in coupled two-fluid model computation2015

    • 著者名/発表者名
      Schlegel, Joshua P.; Hibiki, Takashi; Shen, Xiuzhong; Appathurai, S.; Subramani, H.
    • 学会等名
      Proceeding of the 16th International Topical Meeting on Nuclear Reactor Thermal Hydraulics (NURETH-16), Paper No.: NURETH-16-13363
    • 発表場所
      Chicago, Illinois (USA)
    • 年月日
      2015-08-30
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Two-group interfacial area concentration correlations of two-phase flows in large diameter pipes2015

    • 著者名/発表者名
      Shen, Xiuzhong; Hibiki, Takashi
    • 学会等名
      Proceeding of the 23rd International Conference on Nuclear Engineering (ICONE-23), Paper No.: ICONE23-1795
    • 発表場所
      Makuhari Messe, Chiba (Japan)
    • 年月日
      2015-05-17
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 気液二相流用高精度4センサ・プローブ計測法の開発2015

    • 著者名/発表者名
      沈秀中、中村秀夫
    • 学会等名
      第49回京都大学原子炉実験所学術講演会,トピックス講演論文番号:T4,pp. 64-66
    • 発表場所
      大阪府熊取町
    • 年月日
      2015-01-28 – 2015-01-29
    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Local measurements of 3-D bubble velocity vector, bubble diameter and interfacial area concentration in a vertical large diameter square duct2014

    • 著者名/発表者名
      Shen, Xiuzhong, Hibiki, Takashi, Sun, Haomin, Nakamura, Hideo
    • 学会等名
      Proceeding of the 9th Japan-Korea Symposium on Nuclear Thermal Hydraulics and Safety (NTHAS-9), Paper No.: N9P0011
    • 発表場所
      Buyeo, Korea
    • 年月日
      2014-11-16 – 2014-11-19
    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
  • [学会発表] Implementation of two-group interfacial area transport in a one-dimensional computational environment2014

    • 著者名/発表者名
      Schlegel, Joshua P., Hibiki, Takashi, Ishii, Mamoru, Shen, Xiuzhong, Appathurai, S.
    • 学会等名
      Proceeding of International Topical Meeting on Advances in Thermal Hydraulics 2014 (ATH’14), Paper No.: 042, pp. 555-567
    • 発表場所
      Reno, Nevada, USA
    • 年月日
      2014-06-15 – 2014-06-19
    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
  • [備考] 京都大学教育研究活動データベース 沈秀中ホームページ

    • URL

      https://kyouindb.iimc.kyoto-u.ac.jp/j/iL4nC

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書 2015 実施状況報告書 2014 実施状況報告書

URL: 

公開日: 2014-04-04   更新日: 2022-02-16  

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