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J-GLOBAL ID：201802219884012893   整理番号：18A1236935

T字管における壁面温度変動の共役数値シミュレーション

Conjugate numerical simulation of wall temperature fluctuation at a T-junction pipe

著者 (3件)： UTANOHARA Yoichi (Institute of Nuclear Safety System, Inc.) ,  MIYOSHI Koji (Institute of Nuclear Safety System, Inc.) ,  NAKAMURA Akira (Institute of Nuclear Safety System, Inc.)
資料名： Mechanical Engineering Journal (Web)  (Mechanical Engineering Journal (Web))
巻： 5  号： 3  ページ： 18-00044(J-STAGE)  発行年： 2018年 
JST資料番号： U0484A  ISSN： 2187-9745  資料種別： 逐次刊行物 (A)
記事区分： 原著論文  発行国： 日本 (JPN)  言語： 英語 (EN)

抄録/ポイント： 高温流体と低温流体の混合により,T字管内に熱疲れ亀裂が発生する可能性がある。熱疲労の評価法を開発するために,著者らは以前にT型立方体実験と呼ばれる混合T字管実験を行った。本研究では,共役熱伝達の流体-構造連成シミュレーションを行い,T型立方体実験の混合T字管試験における管内面の流れ場と温度場の予測性能と温度変動を調べた。計算領域は,304型ステンレス鋼管と水の作動流体を含んだ。時間平均速度と温度を,全計算領域で良好に再現した。壁からの距離における速度変動強度は実験データより比較的小さかったが,シミュレーションは実験データの傾向,特に壁近くの速度変動強度ピークを再現できた。温度変動強度も実験データより大きかったが,シミュレーションにより傾向は再現できた。管内表面の温度変動強度は,熱疲労にとって最も重要なパラメータであり,ピーク時の実験データよりも20%~36%大きいが,その傾向をある程度再現した。数値シミュレーションにおける流体温度は,0.1Hzから10Hzまでほとんど同じレベルで変動したが,高周波成分は減衰し,0.1Hz周辺の低周波成分が管内面に残った。(翻訳著者抄録)

シソーラス用語： 構造力学 ,  数値解析 ,  計算流体力学 ,  計算機シミュレーション ,  熱伝達 ,  配管 ,  鋼管 ,  *熱疲れ ,  疲れ亀裂 ,  *ティー ,  *壁面 ,  *温度変動 ,  流れ場 ,  温度場 ,  共役 ,  HF【周波数】 ,  低温 ,  高温
準シソーラス用語： *T字管 ,  ステンレス鋼管 ,  共役熱伝達 ,  計算領域 ,  速度変化 ,  流体混合 ,  連成解析

著者キーワード (6件)： 熱疲労 ,  T接合パイプ ,  熱伝達 ,  温度変動 ,  数値シミュレーション ,  ラージエディシミュレーション

分類 (1件)： 配管材料,弁  (QD05020E)

引用文献 (25件)：

• ANSYS Inc., ANSYS FLUENT Theory Guide, Release 15.0 (2013), Chap. 4.14.2, Standard Wall Functions, ANSYS, Inc.
• ASME (American Society of Mechanical Engineers), Standard for verification and validation in computational fluid dynamics and heat transfer. ASME V&V 20-2009 (2009).
• Braillard, O., Quemere, P. and Lorch, V., Thermal fatigue in mixing tees impacted by turbulent flows at large gap of temperature: the FATHER experiment and the numerical simulation, Proceedings of the 15th International Conference on Nuclear Engineering (ICONE 15) (2007), Paper No. ICONE15-10805.
• Chapuliot, S., Gourdin, C., Payen, T., Magnaud, J.P. and Monavon, A., Hydro-thermal-mechanical analysis of thermal fatigue in a mixing tee, Nuclear Engineering and Design, Vol. 235, Issue 5 (2005), pp. 575-596.
• Japan Society of Mechanical Engineers, Guideline for Evaluation of High-Cycle Thermal Fatigue of a Pipe, JSME S 017-2003, JSME (2003) (in Japanese).

タイトルに関連する用語 (5件)： T字管 ,  壁面 ,  温度変動 ,  共役 ,  数値シミュレーション