熱応力評価法の開発,5; 1次元非定常熱伝導解および変係数問題への応用

• Material Type: 文書・図像類
• Title: 熱応力評価法の開発,5; 1次元非定常熱伝導解および変係数問題への応用
• Author/Editor: 古橋 一郎; 笠原 直人
• Author Heading: 古橋 一郎; 笠原 直人
• Publication Date: 1993-07
• Publication Date (W3CDTF): 1993-07
• Alternative Title: None
• Periodical title: PNC TN9410 93-198
• Text Language Code: jpn
• Target Audience: 一般
• Note (General): 高温プラントの機器・配管の設計では内圧、地震などの一次応力の評価に加えて、熱応力の評価が重要不可欠である。これらの応力計算は、スーパーコンピュータと汎用FEMコードによって行われることが多いが、モデルの作成と計算には高度の知識と豊富な経験を要する。一方、公式や線図による簡易応力評価は机上で容易に計算ができる長所があるが、過渡熱応力に関しては現象が複雑なために、簡易法の開発が進んでいない。機器の最適形状を定めるためには多くの感度解析を行う必要があり、構造設計に多大な労力と時間を要している。このような現状の下で著者らは、複雑な形状および条件に対しても容易に感度解析が行える工学的に実用価値の高い熱応力評価法の開発を目的として、非定常熱伝導の理論解析および数値解析を行っている。本報告では1次元非定常熱伝導の理論解析および数値解析を行い、以下の知見を得た。1. 定係数の線形境界条件問題において、両面の境界条件(温度規定境界、熱流束規定境界、熱伝達境界)の任意の組み合わせに対し、固有関数解を求め、整理した。2. 重ね合わせ法とDuhamelの定理を応用すると、1.の固有関数を用いて、任意の初期温度条件および任意の時間依存境界値に対する級数解が得られる。3. 変係数の線形境界条件問題において、係数の時間変化をステップ変化で近似することにより、2.の定係数問題の解を利用して近似解を求める手法を提案した。4. 片面熱伝達境界、他面断熱条件で熱伝達係数が時間変化する問題の数値解析を行い、FINAS解と比較し、3.の提案手法の有効性を検証した。本報告で作成した数値解析プログラムはステップ数400以下、計算時間はパソコンで1秒程度と高速計算が可能であり、以下の領域での本提案手法の応用が期待される。5. 境界条件の種類がある時間を境に変更される場合の過渡熱応力の評価6. 机上の設計感度解析の計算ツールとして利用し、最適設計に役立てる。7. 重要な機器・配管の過渡熱応力の高速評価およびモニタシステムへの応用; None
• Source: /PNC-TN9410-93-198.pdf （fulltext）; https://jopss.jaea.go.jp/pdfdata/PNC-TN9410-93-198.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.: 高温プラントの機器・配管の設計では内圧、地震などの一次応力の評価に加えて、熱応力の評価が重要不可欠である。これらの応力計算は、スーパーコンピュータと汎用FEMコードによって行われることが多いが、モデルの作成と計算には高度の知識と豊富な経験を要する。一方、公式や線図による簡易応力評価は机上で容易に計算...