報告書番号

385019

タイトル（和文）

各種乱流モデルの適用性評価－２次元循環流の解析－

タイトル（英文）

APPLICATION OF SOME TURBULENCE MODELS -NUMERICAL ANALYSES OF THE TWO-DIMENSIONAL CIRCULATION FLOWS-

概要 （図表や脚注は「報告書全文」に掲載しております）

タンク型ＦＢＲ炉内冷却材の挙動を数値解析的に予測するための解析モデルとしては，流体の乱流特性が考慮された乱流モデルが有用である。本報告書は，同モデルのうち，ｋ－Ｅ（Ｅは乱れエネルギー散逸率）２方程式モデルと２種類の多方程式モデルをとりあげ，２次元循環流の実験結果をもとに各モデルの比較検討を行ったものである。その結果，平均流速分布については各モデルの差異は小さいが，特に非等方的な乱れ場における乱流量の算出には多方程式モデルが有効であり，さらに，乱れの生成，拡散等の構成で示される乱流場の特性は，既往の実験結果との比較から同モデルにより適切に表現されることが明らかとなった。以上の結果は，炉内冷却材の流動に関する数値解析を行う際のモデルの選定やそれらの解析結果の信頼性の評価に対する有意な知見となると考えられる。

概要 （英文）

IN ORDER TO PREDICT NUMERICALLY THE THERMAL STRATIFICATION AND THE THERMAL STRIPING IN POOL-TYPE FBRS,IT IS NECESSARY TO SIMULATE THE TURBULENT PROPERTIES BY USE OF ADEQUATE TURBULENCE MODELS. AT PRESENT,THERE ARE MANY TYPES OF TURBULENCE MODELS AND IN THISREPORT WE ADOPT THREE MODELS OF THEM. THEY ARE ONE TWO-EQUATION MODEL WHICH IS A GENERAL K-E MODEL AND TWO REYNOLDS STRESS MODELS WHICH ARE THE ONE PROPOSED BY B.E.LAUNDER (LRSM) AND THE ONE OBTAINED BY SIMPLIFICATION OF LRSM (SRSM). THESE THREE MODELS ARE APPLIED TO THE NUMERICAL SIMULATIONS OF THE STEADY AND ISOTHERMAL TWO-DIMENSIONAL CIRCULATION FLOW EXPERIMENTS,AND THE AGREEMENTS OF THESE RESULTS ARE EXAMINED AND THE CHARACTERS OF THESE THREE MODELS ARE COMPARED. THESE RESULTS ARE SUMMARIZED AS FOLLOWS. (1)MEAN VELOCITY DISTRIBUTIONS CONCERNING THE MEAN VELOCITY DISTRIBUTIONS,ALL RESULTS AGREE WELL WITH EXPERIMENTS,ALTHOUGH A LITTLE DIFFERENCES EXIST. (2)REYNOLDS STRESS DISTRIBUTIONS IF CAN BE FOUND THAT NON-ISOTROPY OF NORMAL STRESSES DISTRIBUTIONS IS QUITE WELL SIMULATED BY TWO REYNOLDS STRESS MODELS (LRSM,SRSM),BUT NOT ADEQUATELY BYK-E MODEL,ON THE OTHER HAND,SHEAR STRESS DISTRIBUTIONS OF THREE MODELSHAVE LITTLE DIFFERENCES AND AGREE WITH EXPERIMENTS. (3)THE REYNOLDS STRESS EQUATIONS THE BALANCES OF THE RARIOUS TERMS OF THE REYNOLDS STRESSEQUATIONS OF LRSM ARE EXAMINED,COMPARING THE RESULTS OBTAINED BY ANALYSES AND PREVIOUS EXPERIMENTS,BOTH RESULTS AGREE WELL THE ABOVE RESULTS OFFER USEFUL INFORMATIONS IN REGARD TO THE EVALUATION OF THE CHARACTERSOF THESE TURBULENCE MODELS AND OF THE ACCURACY OF ANALYSES BY THESE MODELS.

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