LESの炉内伝熱流動解析への適用性評価; 差分LESの開発と基本検証

• Material Type: 文書・図像類
• Title: LESの炉内伝熱流動解析への適用性評価; 差分LESの開発と基本検証
• Author/Editor: 高田 孝; 田中 正暁; 大島 宏之; 山口 彰
• Author Heading: 高田 孝; 田中 正暁; 大島 宏之; 山口 彰
• Publication Date: 2005-03
• Publication Date (W3CDTF): 2005-03
• Alternative Title: Applicability of LES on thermal-hydraulics phenomena in nuclear plant; Development of finite differential LES code and basic verification
• Periodical title: JNC TN9400 2004-073
• Text Language Code: jpn
• Target Audience: 一般
• Note (General): LES (Large Eddy Simulation)は、DNS (Direct Numerical Simulation)よりも計算負荷が小さく、RANS (Reynolds Average Navie-Stokes)モデルよりも正確な乱流情報が得られ、次世代の乱流モデルとして有望視されている。本研究では、LESの炉内伝熱流動解析への適用性を評価することを目的に、差分LESコードを開発し、基礎的な検証として、平行平板間,矩形ダクト,エルボ,ピンバンドル周辺ならびに平行三噴流流れに関する解析を実施した。また、壁近傍のモデル化としてTLM (Two Layer Model)モデルを温度場計算に拡張した新しいモデルを提案し、平行平板間流れを用いその適用性を評価した。LESの基礎検証の結果、従来用いられてきたモデルと比較し、LESは十分な精度で乱流現象を評価することが可能である見通しを得た。ただし、LESに特有な差分スキーム(中心差分)に起因する数値振動もみられ、今後これらの数値振動の評価、または低減が重要な課題となることが判明した。新規に開発した壁近傍モデルによる平行平板間流れの評価では、従来の壁関数モデルでは不可能であった、壁近傍の乱流情報(変動成分値,周期)を比較的少ない計算負荷が得られる見通しが得られた。; LES (Large Eddy Simulation) will be an alternative method for turbulent thermal-hydraulics phenomena because it needs less computational cost rather than DNS (Direct Numerical Simulation) method and one can obtain more accurate turbulent information compared with RANS (Reynolds Average Navier-Stokes) model.In the present work, a finite differential LES code has been developed to investigate an applicability and capability of LES on turbulent thermal-hydraulics phenomena observed in nuclear facility. Validation analyses of plane channel, square duct, elbow, pin-bundle and quasi-planer triple-jet flows have been carried out. A new near wall model is also proposed in the present work, using TLM (Two Layer Model) approach extended to a conservation equation of energy. The applicability of this model is tested in plane channel flow analysis. As a result of present basic verification, it is demonstrated that LES method performs well compared with present standard turbulent models for large-scale phenomena. However, it is noted that a numerical oscillation such as an over/under-shooting, which comes from a central differential scheme that should be applied in LES method, are observed in the analysis. The influence of the numerical oscillation on analytical results or the reduction of the oscillation will be an important issue for LES analysis. One can obtain reasonable turbulent information, such as a fluctuation and its frequency, which cannot be available in the wall-function model, at least, in a low fraction Reynolds number of plane channel flow analysis. Moreover, it is demonstrated that the present model needs comparatively low computational cost.
• Access Restrictions: 限定公開
• Data Provider (Database): 国立情報学研究所 : 学術機関リポジトリデータベース（IRDB）（機関リポジトリ）; https://irdb.nii.ac.jp
• Original Data Provider (Database): 日本原子力研究開発機構 : JOPSS:JAEA Originated Papers Searching System

• Summary, etc.: LES (Large Eddy Simulation)は、DNS (Direct Numerical Simulation)よりも計算負荷が小さく、RANS (Reynolds Average Navie-Stokes)モデルよりも正確な乱流情報が得られ、次世代の乱流モデルとして有望視されている。本...