報告書番号

U02057

タイトル（和文）

垂直磁場下における電磁流体乱流モデルの開発 --電磁場の乱れを考慮したモデリング--

タイトル（英文）

Development of Turbulence Model for Magnetohydrodynamic Flow in a Transverse Magnetic Field- A Model Taking Account of Electromagnetic Fluctuation -

概要 （図表や脚注は「報告書全文」に掲載しております）

電磁流体機器の流動解析を行なうため、電磁流体場の乱流モデルを提案し、その検証を行なった。本モデルはｋ－εモデルに基づいており、磁場による乱流の減衰を的確に評価するため電磁力の変動が乱流場に及ぼす影響を考慮したモデルとなっている。モデルの検証は円管及び矩形管内の電磁流体流れに関する既存の実験結果を用いて行なった。その結果、広範囲のレイノルズ数に渡り、流速分布や乱流剪断応力について実験結果と良く一致する解が得られた。また、比較的高いレイノルズ数においては、磁場によって乱流が減衰することに起因して壁面摩擦係数に極小値が現れる特徴を再現する結果が得られた。これらの結果より、本モデルが液体金属電磁流体の乱流解析に適用できることが示された。

概要 （英文）

A turbulence model base on k-ε model has been proposed to analyse liquid metal flow in magnetohydrodynamic devices used in fast reactors.The proposed turbulence model takes account of the damping of the turbulence caused by the magnetic field. The present model is verified with some existing experimental data of magnetohydrodynamic flow in a circular pipe and in a rectanglar duct. The fluid velocity profile and the turbulent shear stress distribution calculated with the present model agree with the experimental data over a wide range of Reynolds numbers. In addition, as well as the experimental data, the numerical result of the skin friction coefficient curve at high Reynolds number exhibits a dip which is the manifestation of the turbulence damping by the magnetic field. These results show the validity of the proposed turbulence model.

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