単相多次元コードAQUAによる配管内の流れ解析

• Material Type: 文書・図像類
• Title: 単相多次元コードAQUAによる配管内の流れ解析
• Author/Editor: 土井 禎浩; 村松 壽晴
• Author Heading: 土井 禎浩; 村松 壽晴
• Publication Date: 1996-09
• Publication Date (W3CDTF): 1996-09
• Alternative Title: Applicability of AQUA code to industrial piping flows
• Periodical title: PNC TN9410 96-276
• Text Language Code: jpn
• Target Audience: 一般
• Note (General): 配管内の流れは,様々な伝熱流動の中で最も基本的なものの一つであり,層流から乱流までの広い範囲で様々な実験や解析が行われて来ている。しかしながら,実際のプラントで見られる配管には,断面変化や曲り,分岐あるいは合流等が存在する。このため,個々に実験され,評価された解析手法を実際の配管の評価に適用するには,計算格子や計算時間等の解析に対する負荷が大きく,その評価は実験式に依存している場合が少なくない。本報告は,単相多次元コードAQUAにより実際の配管設計で見られる形状を模擬した解析を行い,同コードの配管内流れへの適用性を検討したものである。解析対象として,配管中に置かれた円柱に対する抗力,曲り管で生じる二次流れ,および縮流の円柱抗力に対する影響を取り上げ,既往研究との比較によりAQUAによる解析結果を評価した。配管中に置かれた円柱に対する抗力の計算では,流れに垂直に置かれた円柱の抗力をAQUAの圧力分布から求め,抗力係数を用いた計算式により求めらる抗力と比較した。その結果,円柱の摩擦抗力が小さく,円柱の後流領域の乱れが小さいような場合には,計算式から得られる抗力とAQUAによる結果は良い一致を示すことがわかった。曲り管を対象とした解析では,3回の曲りを有す る配管について二次流れの主流に及ぼす範囲をAQUAにより解析した。その結果曲り管から30d(d:管内径)の位置における二次流れの流速の主流流速に対する比は約4\%と小さく,同位置では二次流れの影響はほとんど見られなかった。また縮流の計算では,容器底部に接続された配管内の流速分布と縮流が円柱抗力に及ぼす影響を検討した。容器と配管の直径の比が約0.2の本解析結果では, 容器と配管の接続部から2d(2d:管内径)の位置で縮流の影響は小さかった。; Fluid flow in circular tube is the most frequently encountered in engineering fields related to thermal hydraulics. The fluid flow in straight tube has been investigated with many experiments and analyses in laminar and turbulence conditions with sufficient accuracy. In the design of plant piping, there are many contract and enlargement of flow area as well as elbows and junctions. Such a complexity of industrial piping requires fine mesh and long simulation time for the analyses of the flow. To evaluate the applicability of the AQUA code for flow analyses in an industrial piping, analyses for convection around submerged a cylinder, secondary flow with elbows and flow in a sudden contract were carried out. With the analysis of flow field around a submerged cylinder, drag force acting on the cylinder was evaluated from the numerical simulation with AQUA code. The drag force was agreed with the results using equation of drag coefficient depends on measured data in case of small friction of submerged cylinder and narrow separation region of the cylinder. In the analysis of the secondary flow with three elbows, AQUA code simulates the characteristics of secondary flow. The results showed that the secondary flow almost disappeared at point at 30d (d; diameter of pipe) distance from the elbow. The flow in a sudden contract was simulated. Ratio of the cross sectional area for pipe to the area for vessel is 0.2. In this case, effect of the contract to velocity distribution is small at the position that from inlet of the pipe to two times of the diameter in the downstream.
• Source: /PNC-TN9410-96-276.pdf （fulltext）; https://jopss.jaea.go.jp/pdfdata/PNC-TN9410-96-276.pdf
• 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.: 配管内の流れは,様々な伝熱流動の中で最も基本的なものの一つであり,層流から乱流までの広い範囲で様々な実験や解析が行われて来ている。しかしながら,実際のプラントで見られる配管には,断面変化や曲り,分岐あるいは合流等が存在する。このため,個々に実験され,評価された解析手法を実際の配管の評価に適用するには...