核融合炉第一壁の3次元電磁力破壊解析と評価

聚变反应堆第一壁的3D电磁力断裂分析与评估

• 批准号: 62050011
• 负责人: 矢川 元基
• 金额: $ 2.88万
• 依托单位: The University of Tokyo
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Fusion Research
• 财政年份: 1987
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 1987 至 无数据
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-62050011/
• 关键词: 第一壁; 三次元電磁場; 磁気ヒステリシス; 強度設計; エキスパートシステム; 金属ーセラミックス接合材; 破壊靭性値剥離

本年度の代表的な研究成果を以下に示す,(1)三次元非線形非定常電磁場解析コードの開発: 将来の商業炉には, 耐スウェリング特性の観点からオーステナイト系ステンレス鋼のような非磁性材料ばかりでなく, フェライト系材料(HTー9鋼等)も用いられる可能性がある. そこで, 本研究ではスーパーコンピュータによる解析用に開発した電磁場解析コード(反復解法を採用)に, 増分法による磁気ヒステリシス解析アルゴリズムを導入した. これを非線形渦電流解析に適用し, 線形渦電流解析との比較を行なった結果, 線形解析に比べて表皮効果が小さくなることが示めされた.(2)構造設計: 第一壁は,熱負荷・電磁力・照射等の複合荷重環境下で使用されるため, 構造強度設計, 熱設計, 電磁場設計などを総合的に最適化することが要求される. しかし, このような設計問題における基本戦略しとては試行錯誤が要求されるため, 最適設計を行なうには多大な時間と労力が必要となる. そこで, これを軽減するために知識工学的手法を用いて, 第一壁設計支援エキスパートシステムを構築した. 本システムを溶融および降伏をクライテリオンとする第一壁の2次元モデルに対して適用し, 最適板厚設計に対する有効性を確認した.(3)第一壁の健全性の評価: 第一壁の長寿命化という観点からは, プラズマからの輻射や中性子照射などから第一壁を保護する必要があり, そのためには第一壁との共存性に富むアーマ材の開発が急務である. そこで, 本研究では金属とアーマ材として有力視されているセラミックスとの接合第一壁の電磁力および熱負荷に対する強度評価を行なった. 両者の物性値や破壊靭性値の違いなどにより接合界面上で大きな剪断力を生じ, 繰返し熱負荷を受けると剥離が起ることが指摘された.

The な research achievements represented by な in this year are を as follows に show す,(1) Analysis of three-dimensional nonlinear unsteady electromagnetic fields コ ド ド な development: Future business furnace の に は, resistance to ス ウ ェ リ ン グ features の 観 point か ら オ ー ス テ ナ イ ト department ス テ ン レ ス steel の よ う な nonmagnetic materials ば か り で な く, フ ェ ラ イ ト materials (HT ー 9 steel) も い ら れ る possibility が あ る. そ こ で, This study で は ス ー パ ー コ ン ピ ュ ー タ に よ る parsing out using に 発 し た electromagnetic field analytical コ ー ド に solution を repeatedly use, raised points method に よ る magnetic 気 ヒ ス テ リ シ ス parsing ア ル ゴ リ ズ ム を import し た. こ れ を nonlinear eddy current analytical に applicable し, linear eddy current analytical と の is line を な っ た results, The linear analysis shows that the effect of に is が smaller than that of べて. Youdaoplaceholder3 めされた とが indicates めされた.(2) structural design: The first wall は, heat load, electromagnetism, radiation and other の で composite load environment using さ れ る た め, structural strength design, thermal design, electromagnetic design な ど を 総 に optimization of す る こ と が requirements さ れ る. し か し, こ の よ う な design problem に お け る basic 戦 slightly し と て は pilot error が requirements さ れ る た め, Line optimal design を な う に は な much time と が 労 force necessary と な る. そ こ で, こ れ を 軽 minus す る た め に knowledge engineering technique を with い て, the first wall design support エ キ ス パ ー ト シ ス テ ム を build し た. This シ ス テ ム を melt お よ び subjugate を ク ラ イ テ リ オ ン と す る first wall の 2 dimensional モ デ ル に し seaborne て applicable し, optimum thickness design に す seaborne る have sharper sex を confirm し た. (3) the first wall の sanity の review 価 : の long life the first wall と い う 観 point か ら は, プ ラ ズ マ か ら の in radiation や temper illuminate な ど か ら first wall を protection す る necessary が あ り, そ の た め に は first wall と の sympatry に rich む ア ー マ material の open 発 が because で あ る. そ こ で, This study で は metal と ア ー マ material と し て powerful visual さ れ て い る セ ラ ミ ッ ク ス と の joint first wall の electromagnetism お よ び heat load に す seaborne る intensity evaluation 価 を line な っ た. Who struck の property numerical や broken 壊 靭 sex numerical の violations い な ど に よ り joint interface で big き な を raw じ shearing force, Qiao return し heat load を by け る と stripping が up る こ と が blame さ れ た.

项目成果

曽根田直樹,吉村忍,矢川元基: 日本材料学会第4回破壊力学シンポジウム講演論文集. 225-229 (1987)

Naoki Soneda、Shinobu Yoshimura、Motoki Yakawa：日本材料科学学会第四届断裂力学研讨会论文集，225-229 (1987)。

白鳥正樹, 三好俊郎, 酒井義明: 日本機械学会論文集A編. 53ー492. 1651-1657 (1987)

Masaki Shiratori、Toshiro Miyoshi、Yoshiaki Sakai：日本机械工程师学会会议录，A 版 1651-1657（1987 年）。

吉村忍,菱田博俊, 矢川元基: 日本機械学会第65期通常総会講演会にて発表予定. (1988)

Shinobu Yoshimura、Hirotoshi Hishida、Motoki Yakawa：计划在日本机械工程师学会第 65 届普通大会上发表（1988 年）。

円満字大輔, 吉村忍, 矢川元基: 日本原子力学会昭和63年度年会にて発表予定. (1988)

Daisuke Enmanji、Shinobu Yoshimura、Motoki Yakawa：计划在日本原子能学会 1988 年年会上发表（1988 年）。

G.Yagawa and A.Akahoshi: Proc. of 1st4JapanーChina Symposium on Boundary ElementMethods. 217-222 (1987)

G. Yakawa 和 A. Akahoshi：第一届中日边界元方法研讨会论文集。217-222 (1987)