液液系噴流の三次元計測手法の開発
原子炉の事故対策では、溶融した燃料の挙動を予測することが重要です。溶融燃料は、噴流状で落下しながら微粒化する場合、壁面に衝突することで微粒化挙動が変化し、予測困難になります。熱流動チームは、この溶融燃料を模擬した噴流を三次元的に可視化することに成功しました。しかし、定量的に予測するには、挙動を可視化するだけでなく計測し分析することが必要です。
本研究では、この課題を解決するため、三次元界面形状データから壁面衝突噴流の特徴量を計測する手法を開発しました。本手法を使うことで、噴流の広がり範囲や液滴の位置、径と速度を計測し、液膜構造に基づいて分析できるようになりました。さらに本手法は、数値解析で得られる三次元界面形状データにも使えることを確認しました。以上により、三次元界面形状データから噴流の特徴量を計測する技術基盤を構築しました。
本成果は、筑波大学との研究協力によるものです。
壁面衝突噴流の液膜構造モデル（Horiguchi, et al., 2025）
液膜各部の挙動（Horiguchi, et al., 2025）
液膜各部から発生した液滴とその軌跡（Horiguchi, et al., 2022）
参考：Naoki Horiguchi, Hiroyuki Yoshida, Akiko Kaneko & Yutaka Abe (2022) Measurement of fragments of a wall–impinging liquid jet in a shallow pool, in Proceedings of 12th Japan- Korea Symposium on Nuclear Thermal Hydraulics and Safety, Miyazaki, Japan, 30 October–2 November 2022, Paper No. N12P1074 Naoki Horiguchi, Hiroyuki Yoshida, Akiko Kaneno & Yutaka Abe (2025) Atomization mechanisms in the vortex-like flow of a wall-impinging jet in a shallow pool, Physics of Fluids 37, 033333