報告書番号

U91051

タイトル（和文）

構造物壁面近傍における成層流の温度変動特性の数値解析

タイトル（英文）

A NEAR-WALL TURBULENCE MODEL FOR DISSIPATIONRATE OF TEMPERATURE FLUCTUATIONS

概要 （図表や脚注は「報告書全文」に掲載しております）

本研究では，構造物壁面近傍の領域における温度変動量の散逸率に関する考察を行い，同領域に適用可能なモデル式を導いた。また，壁面近傍の温度変動の周波数を推定するため温度のパワースペクトルのモデル式を求めた。得られた温度変動量の散逸率のモデル式を用いて壁面近傍の温度変動特性を計算する数値解析コードを作成した。この解析コードを成層流の断熱的な側壁面近傍に適用した結果，温度変動量が従来のモデル式を用いた場合より良好に解析されることが示された。さらに，この解析結果を用いてパワースペクトルのモデル式により疑似的な温度時系列の算出が可能であることを示した。本研究で開発した数値解析手法により，構造物壁面近傍の温度変動強度やその周波数特性を推定することができ，ＦＢＲ炉内構造物の熱的健全性評価において有用な情報を得ることができると考えられる。

概要 （英文）

THIS PAPER DESCRIBES AN INVESTIGATION OF A TURBULENCE MODEL THAT IS APPLICABLE TO PREDICTION OF TEMPERATURE FLUCTUATIONS OCCURRING IN A NEAR-WALL REGION. THE RELATIONAL EXPRESSION INCLUDES THE TURBULENCE REYNOLDS NUMBER AND THE PRANDTL NUMBER AS ITS PARAMETERS,AND HAS BEEN DERIVED FOR THE DISSIPATION RATE OF TEMPERATURE FLUCTUATIONS BY THEORETICAL INVESTIGATION. IN ADDITION,AN ANALYZABLE SPECTRUMMODEL HAS BEEN DEVELOPED TO ESTIMATE THE CHARACTERISTICS OF TEMPERATURE FREQUENCIES NEAR A WALL. THE DERIVED EXPRESSION WAS INTRODUCED INTO ALOW-REYNOLDS-NUMBER TURBULENCE MODEL AND WAS APPLIED TO A BOUNDARY-LAYER REGION DEVELOPED NEAR AN ADIABATIC SIDE WALL OF A FLUME IN WHICH THERMALLY-STRATIFIED FLOWS WERE CREATED. IMPROVEMENT OF THE SIMULATED RESULTS WAS DEMONSTRATED AND A TEMPERATURE TIME-SERIES WAS CALCULATED WITH THE SPECTRUM MODEL ON THE BASIS OF THE PREDICTED RESULTS. THIS METHOD PROVIDES MORE ACCURATE AND DETAILED THERMAL CONDITIONS FOR STRUCTURAL DESIGN OF FBRS TO RESIST THERMAL STRESS.

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