UCLA_ 相良 1/6

カリフォルニア大学ロサンゼルス校 (UCLA)エネルギー科学技術先進研究センター (CESTER)と

核融合科学研究所との間における科学交流及び協力に関する協定

（ 2006 年 11 月 28 日〜）

30 年以上前からプラズマ理論、実験、計測等で活発な交流。

特に 2001 年からの日米プロジェクト JUPITER-II において、ブランケットの伝熱流動や材料等の実験・モデリングで大きな成果。

2007 年度からは新たに TITAN プロジェクトで更に活発に推進中。

UCLA_ 相良 2/6

UCLA MTOR Facility Status

Magnetic fields up to 2 T (short pulse) or 1.7 T (steady)

Low temperature liquid metal or KOH flow capabilities

PIV(Particle Image Velocimetry) and Ultrasonic Doppler multi-dimensional velocity measurement capabilities

Magnet coolant loop was upgraded with a booster pump soft-starter to prevent pressure surges

UCLA_ 相良 3/6

１．平成１９年度実績TITAN プロジェクト (2007-2012) 液体金属ブランケットの MHD 挙動の予備研究の実施　・九大 , 京大から計３名派遣　・ UDV(Ultrasonic Doppler Velocimetry: 超音波ドップラー流速計測法 )の立ち上げ　・３次元大規模流動数値計算（ Direct Numerical Simulation ）の実施　・関連ワークショップ（ @ 京大、功刀 / Morley ）にて N.Morley 準教授 UCLA を招聘 共通タスク「 MFE/IFE システム統合モデリング」ワークショップ（ @ UCLA 、相良 /Nygren)

２．平成２０年度計画TITAN プロジェクト (2007-2012)液体金属ブランケットの MHD 挙動　・京大（修士）、東京理科大から計２名を派遣　・高温環境下での UDV 流動計測手法の確立と壁条件依存の MHD モデリング　・関連ワークショップ（ @ UCLA ：日本から 5名予定）　・ K.Messadek 博士 UCLA を MHD 伝熱流動研究で京大招聘共通タスクにて S.Sharafat 準教授 UCLA を材料モデリングで NIFS へ招聘

３．今後の展望TITAN プロジェクトでの伝熱流動実験、直接数値シミュレーション (DNS) によるモデル化、材料の階層化モデリングの高度化、ブランケット統合モデリング、等の展開

→ ブランケット工学の学術基盤の強化、及び国際交流による若手育成の推進

UCLA_ 相良 4/6

• 超音波バースト入射＋流体中微粒子からの反射エコー受信

– 入射―受信の時間差から位置　 P=ct/2– ドップラーシフト周波数から速度（音軸方向成分） V=cfD/2f0　　※ 通常、複数回の信号を平均して測定値とする

• 不透明液体の速度場の実時間計測が可能• 点ではなく線上の分布を瞬時に計測• 2 次元 /3 次元計測も可能

UCLA_ 相良 5/6

平均速度分布(1024 profile の平均 )

プロ

ーブ

から

の距離

速度分布 の瞬時値(64 emissions/profile)

速度の瞬時値と平均値壁の反射による虚像

　管壁

14

2

212

2 0.0791Rewf

m m

uC

U Uττ

ρ−⎛ ⎞

= = =⎜ ⎟⎝ ⎠

DNS との比較(左半分だけ )

※摩擦速度 uτ は Blasius の式から算出

UCLA_ 相良 6/6

Sagara, Hashizume, Norimatsu, Morisita, Nygren, Sharafat and Task 1 & 2 membersSagara, Hashizume, Norimatsu, Morisita, Nygren, Sharafat and Task 1 & 2 members

Japan activity : NIFS collaboration on rector design

US activity

FY2007 FY2008 FY2009 FY2010 FY2011 FY2012

• Identify baseline design(s) - FFHR, ARIES, KOYO & operating conditions.• Summarize key modeling items & methods, physics behind• Assess modeling methods & path to integration• Perform feedback to TITAN tasks

& information exchanges

• Integrate results from TITAN Tasks into design process.

• Integrate blanket modeling.

• Provide researchers with information needs.

Check point

System Integration ModelingSystem Integration ModelingSystem Integration ModelingSystem Integration Modeling