気液二相流の気泡集積流動現象に関する研究

2010 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 20560774
• 研究種目: 基盤研究(C)
• 配分区分: 補助金
• 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)
• 研究分担者: 三島 嘉一郎 京都大学, 原子炉実験所, 名誉教授 (60027472) ; 齊藤 泰司 京都大学, 原子炉実験所, 准教授 (40283684)
• 研究期間 (年度): 2008 – 2010
• キーワード: 熱流動・構造 / 気液二相流の流動現象

研究概要

本研究では気泡集積流動現象発生時の気液二相流に対して多センサー・プローブとホットフィルムプローブを用いた局所計測を行い、その流れのボイド率、界面積濃度、気泡径、気相速度、液相速度及び乱流強度のデータベースを構築した。実験結果から流路内大気泡の形成と発達がその現象の原因と判明した。また、気泡流からスラグ流までの遷移に対応するドリフトフラックスモデルとそのモデルに基づいた界面抗力モデルを新たに提案した。それらのモデルを取り込んだ二流体モデル数値解析により、気泡集積流動現象の予測ができることを確認した。

研究成果

• [雑誌論文] 大口径管内気液二相流の界面抗力モデルと数値解析 (2011)
  • 著者名/発表者名: 沈秀中、三島嘉一郎、中村秀夫
  • 雑誌名: 混相流 Vol.24, No.5 ページ: 595-602
  • 査読あり
• [雑誌論文] Distribution parameter and drift velocity for two-phase flow in a large diameter pipe (2010)
  • 著者名/発表者名: Shen Xiuzhong, Matsui, Ryota, Mishima Kaichiro, Nakamura Hideo
  • 雑誌名: Nuclear Engineering and Design Vol.240, No.12 ページ: 3991-4000
  • 査読あり
• [雑誌論文] 熱線流速計による垂直大口径管内の気液二相流の計測 (2010)
  • 著者名/発表者名: 沈秀中、三島嘉一郎、中村秀夫
  • 雑誌名: 混相流 Vol.23, No.5 ページ: 605-613
  • 査読あり
• [雑誌論文] Shape measurement of bubble in a liquid metal, Nuclear Instruments and Methods in Physics Research Section A : Accelerators, Spectrometers (2009)
  • 著者名/発表者名: Saito Yasushi, Shen Xiuzhong, Mishima Kaichiro, Matsubayashi Masahito
  • 雑誌名: Detectors and Associated Equipment Vol.605, No.1-2 ページ: 192-196
  • 査読あり
• [雑誌論文] A method for measuring local instantaneous interfacial velocity vector in multi-dimensional two-phase flow (2008)
  • 著者名/発表者名: 沈秀中, 三島嘉一郎, 中村秀夫
  • 雑誌名: International Journal of Multiphase Flow Vol.34, No.5 ページ: 502-509
  • 査読あり
• [雑誌論文] Error reduction, evaluation and correction for the intrusive optical four-sensor probe measurement in multi-dimensional two-phase flow (2008)
  • 著者名/発表者名: 沈秀中, 三島嘉一郎, 中村秀夫
  • 雑誌名: International Journal of Heat and Mass Transfer Vol.51, No.3-4 ページ: 882-895
  • 査読あり
• [学会発表] Axial Development of Gas-Liquid Flow Parameters in a Narrow Rectangular Channel (2010)
  • 著者名/発表者名: 沈秀中
  • 学会等名: The 2010 American Nuclear Society Winter Meeting and Nuclear Technology Expo
  • 発表場所: Las Vegas, Nevada, US.
  • 年月日: 20101107-20101111
• [学会発表] Development of Beam Window Materials for Accelerator Driven System in the Kyoto University (2010)
  • 著者名/発表者名: Yoshiie, Toshimasa
  • 学会等名: Tenth Japan-China Symposium (JCS-10) on Materials for Advanced Energy Systems and Fission & Fusion Engineering
  • 発表場所: Uji, Kyoto, Japan.
  • 年月日: 20101019-20101022
• [学会発表] 大口径管内気液二相流の界面抗力モデルと数値解析 (2010)
  • 著者名/発表者名: 沈秀中
  • 学会等名: 日本混相流学会年会講演会2010
  • 発表場所: 静岡県静岡大学
  • 年月日: 20100717-20100719
• [学会発表] Flow-induced void fraction transition phenomenon in two-phase flow (2010)
  • 著者名/発表者名: 沈秀中
  • 学会等名: the 18th International Conference on Nuclear Engineer
  • 発表場所: Xi'an, China
  • 年月日: 20100317-20100323
• [学会発表] 熱線流速計による垂直大口径管内の気液二相流の計測 (2009)
  • 著者名/発表者名: 沈秀中
  • 学会等名: 日本混相流学会年会講演会2009
  • 発表場所: 熊本県熊本大学
  • 年月日: 20090807-20090809
• [学会発表] Distribution Parameter and Drift Velocity for Two-Phase Flow in a Large Diameter Pipe (2008)
  • 著者名/発表者名: 沈秀中
  • 学会等名: Sixth Japan-Korea Symposium on Nuclear Thermal Hydraulics and Safety (NTHAS6)
  • 発表場所: Okinawa, Japan
  • 年月日: 20081124-20081127
• [学会発表] Experimental Study of Two Phase Flow in a Large Diameter Vertical Pipe Using Hot-Film Anemometer (2008)
  • 著者名/発表者名: Matsui, Ryota
  • 学会等名: Korea-Japan Student Seminar on Nuclear Thermal Hydraulics and Safety
  • 発表場所: 2008, Okinawa, Japan
  • 年月日: 20081122-20081123
• [学会発表] Shape measurement of bubble in a liquid metal (2008)
  • 著者名/発表者名: 沈秀中
  • 学会等名: 6th International Topical Meeting on Neutron Radiography
  • 発表場所: Kobe, Japan
  • 年月日: 20080914-20080918
• [備考] ホームページ等
  • URL: http://www.rri.kyoto-u.ac.jp/TH/index.html