一般雑誌記事 JAEA-Review 2016-024

関, 洋治

内容記述
核融合炉固体増殖水冷却方式ブランケットの増殖材微小球充填体内を流れるヘリウムパージガスと固体増殖材から放出されるトリチウム輸送を解析するためのコード開発整備は、ブランケットの設計とトリチウム回収総合評価上の観点から重要である。これまでの開発において、微小球充填を個別要素法DEM解析で実施し、様々な充填方法で流動解析を可能とした。他方、数値シミュレーションの再現性確認のために、充填体内流動実験と直接比較を実施することも重要である。そのためには、流体解析の境界条件を実験と同一にし、実験結果と直接比較することが求められる。これを実現するためには、流体可視化実験での充填配置をそのまま取り出して、数値シミュレーション上のソリッドとして再構築(数値化)することが必要である。本開発整備では、充填体内流動実験での微小球充填体をレーザーシート光でスキャンした動画から、数値計算用のデータとして変換可能なコード開発を実施し、さらには様々な容器および様々な充填体粒子径に対応する事が可能である汎用性のあるコード開発を実施した。さらに、再構築された粒子の空隙に計算格子を作成することで、流体解析を実施した。本コード開発により、微小球充填構造の様相や微小球充填体内の流体および濃度を把握する強力な予測ツールの精度を実証可能とした。汎用性が高い本コードは、産業のみならず学術的にも重要なツールとして期待される。

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