報告書番号

U95022

タイトル（和文）

閉ループ内単相自然循環流の安定性解析及び非線形挙動評価

タイトル（英文）

STABILITY CHARACTERISTICS AND NONLINEAR BEHAVIOR OF SINGLE-PHASE NATURAL CIRCULATION FLOW IN CLOSED LOOP

概要 （図表や脚注は「報告書全文」に掲載しております）

単相流の自然循環ループに生じる流量振動現象の発生のメカニズム，発生条件を明らかにするため，２本の垂直管とごく短い水平連結管で構成されるループを対象に，分岐理論を用いた安定性解析を行った。また，温度分布を空間についてフーリエ級数を用いてモードに展開し，連立非線形常微分方程式に交換されたエネルギーの式と運動量の式をもとに系の安定性について考察を行い，さらにルンゲ・クッタ法により流量振動の時刻歴波形を求めた。その結果，（１）モードに展開して得られた単純な式により，流量振動現象の発生のメカニズム，発生条件，様々なパラメータやループ形状，ヒータとクーラーの位置関係等が安定性に与える影響を統一的に説明できること，（２）流量振動が発生すると，従来から知られているようなカオス的な振動に加え，条件によって，パルス的な振動等様々な波形が生じうることが明らかになった。

概要 （英文）

THIS REPORT PRESENTS A THEORETICAL STUDY ON INSTABILITY IN A SINGLE-PHASE NATURAL CIRCULATION LOOP.THE PURPOSE IS TO INVESTIGATE THE MECHANISM OF OSCILLATORY INSTABILITY AND THE EFFECT OF VAROUS PARAMETERS SUCH AS LOOP GEOMETRY,LOCATION OF HEAT SOURCE AND HEAT SINK,PROPERTIES OF FLUID IN PIPE,ETC.THE SYSTEM CONSISTS OF TWO VERTICAL BRANCHES WITH SHORT CONNECTIONS AT THE TOP AND THE BOTTOM,AND A POINT HEAT SOURCE AND POINT HEAT SINK IN THE MIDDLE OF THE BRANCHES.THE ANALYSIS IS BASED ON-DIMENSIONAL MODEL WHERE CONTINUITY,MOMENTUM,AND ENERGY EQUATIONS ARE GIVEN.THE EQUATIONS WERE SOLVED BY EXPANDING THE SPATIAL TEMPERATURE VARIATION IN THE FORM OF A FOURIER SERIES,AS WELL BY STABILITY ANALYSES USING THE BIFURCATION THEORY.INSTABILITY CAN CLEALY BE EXPLAINED BY THE SIMPLE MODEL OBTAINED BY FOURIER TRANSFORMATION.PULSATIVE PERIODIC MOTION OR LIMIT CYCLES,AS WELL AS CHAOTIC MOTION CAN OCCUR.

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