| 研究課題/領域番号 |
22360399
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| 研究機関 | 東京大学 |
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研究代表者 |
岡本 孝司 東京大学, 大学院・工学系研究科, 教授 (80204030)
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| キーワード | 音響連成 / 高凍度計測 / 原子力工学 / 振動工学 / 流体工学 |
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| 研究概要 |
沸騰水型軽水炉における出力向上に伴う主蒸気流量増加による音響共鳴を起因事象とする機器損傷事故を再発させないためには、その原因であるキャビティートーンの詳細予測が必要である。このため、本研究においては、キャビティートーンの発生メカニズムを評価するとともに、発生下限条件を、実験的に評価を行うことを目的として研究を進めている。
主蒸気管におけるキャビティートーンの発生メカニズムを評価するため、複数管を模擬した、試験装置を作成し、実験的にキャビティートーンを発生させた。音響発生には流速が重要であり、実機模擬の観点から流速を実流速とするため、バッファタンクから30秒間のみ実流速条件を作り出した。この条件において、高速度レーザーと高速度カメラを組み合わせた超高速度PIVによって速度変動を計測した。
具体的には、30秒間の間に流速は徐々に減衰していくが、1秒間は準定常状態であると仮定して、この準定常状態における速度変動を計測する事に成功した。毎秒5000コマの高速度ビデオで、約100から400Hzの振動を計測する事ができた。位相平均を取ることによって、ノイズを除去し、ジェットが共鳴振動に同期して、振動する様子を定量的に捉えることに成功した。8ケースの速度条件において、振動を定量化し、音響共鳴1次モード及び3次モードが卓越する状況を捉えることができた。この結果から、キャビティートーンのメカニズムを評価し、流動変動モードと音響共鳴モードの相関関係を明らかにする事ができた。
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| 現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
2: おおむね順調に進展している
理由
実機に近い流束条件における、音響共鳴現象を作り出すことに成功し、さらに、その音響共鳴場を高い時間・空間解像度で明らかにする事ができた。特に、ジェットの振動を定量的に捉えることができ、このデータを詳細に分析する事によって、当初の目的を達成できる目処が立った。
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| 今後の研究の推進方策 |
当初目的どおりに、振動場のジェットの挙動を、高時間分解能、高空間分解能で取得する事に成功した。今後は、これらのデータを定量的に評価するとともに、フィードバックメカニズムを明らかにし、キャビティートーンメカニズムを明らかにしていく。さらには、実機における振動との関係を明確化していく。
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