[3C10-14] 二相流・相変化2

[3C10] 確率密度関数法を用いた気泡流挙動シミュレーション手法に関する研究

＊福岡 佳奈¹、高田 孝¹、帆足 英二¹、福田 武司¹、山口 彰² (1.大阪大学、2.東京大学)

キーワード：確率密度関数、気泡個数密度、気液二相流

気泡流をはじめとする気液二相流は化学プラントやボイラなど多岐にわたって利用されており、工学的に極めて重要な現象である。原子炉においては、炉心内の気相体積率が冷却水の流動特性や炉心反応度に影響を及ぼす。そのため、原子炉を安定して稼動するには気泡挙動を詳細に把握することが必要とされている。
本研究では、計算セル内の気泡径分布を考慮した計算を可能とすることを目的とし、確率密度関数（Probability Density Function : PDF）法を用いた新たな気泡流挙動シミュレーション手法の開発を行った。気泡を複数群に分け気相を統計的に扱うことで、短い時間でより詳細な解析を可能とすることを目指す。気泡の個数密度をPDFとし、大きさごとにその輸送を流れ場の式と連成して解いた。検証解析の結果、気泡流挙動解析にPDFの概念を取り入れることで、気泡径分布の変遷や平均直径および界面積濃度の空間分布などを評価できることが確認された。