KAKEN — 研究課題をさがす | 研究者番号: 20415235

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検索結果: 14件 / 研究者番号: 20415235

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1. 詳細反応機構-超臨界圧燃焼LES解析を可能とする乱流燃焼モデルの開発

研究課題

研究種目	国際共同研究加速基金(国際共同研究強化(A))
審査区分	小区分24010:航空宇宙工学関連
研究機関	北海道大学
研究代表者	寺島洋史 (石原洋史 / 石原洋史) 北海道大学, 工学研究院, 准教授
研究期間 (年度)	2022 – 2024交付
キーワード	超臨界圧燃焼 / LES解析 / 火炎モデル / 詳細反応 / 気液二相流 / 超臨界流体 / 乱流燃焼モデル / 詳細反応機構 / LES
研究開始時の研究の概要	本研究では，航空宇宙推進器等で見られる超臨界圧燃焼流れ場の高精度予測を可能とする数値シミュレーション(超臨界圧燃焼CFD)技術の開発を目指す．その中でも特に，予測精度向上の鍵となる化学反応項LES(サブグリッドスケール：SGS)モデルの研究開発とその加速を本国際共同研究の目的に据えている．日本および ...
研究実績の概要	乱流燃焼現象で重要な要素と考えられる火炎速度に対する火炎伸張効果を粗い格子でも再現可能な新たなLES火炎モデルの開発を実施した．本モデルは，火炎帯を人工的に厚く（火炎帯拡大化）するTFモデルを土台としているが，火炎帯拡大化によって火炎速度に対する伸張効果が適切に再現できなくなる．そこで，本研究では， ...
現在までの達成度 (区分)	2: おおむね順調に進展している

この課題の研究成果物	雑誌論文 (1件うち査読あり 1件) 学会発表 (13件うち国際学会 4件)

2. 超臨界圧燃焼流れ場の高度デジタル予測に資する詳細反応機構-燃焼LES技術の開発

研究課題

研究種目	基盤研究(B)
審査区分	小区分24010:航空宇宙工学関連
研究機関	北海道大学
研究代表者	寺島洋史 (石原洋史) 北海道大学, 工学研究院, 准教授
研究期間 (年度)	2021-04-01 – 2024-03-31完了
キーワード	LES火炎モデル / 詳細反応 / 超臨界圧燃焼 / LES解析 / 詳細反応機構 / 火炎モデル / 非理想性 / 超臨界流体 / 燃焼 / 乱流燃焼モデル
研究開始時の研究の概要	本研究は，航空宇宙推進器等で見られる超臨界圧環境下燃焼流れ場の高度予測を可能とする燃焼流体シミュレーション(燃焼CFD)技術の開発とその適用を目的とする．目指す開発技術の中心を，化学反応の理解に基づく燃焼制御及び予測技術と据え，それを可能とする詳細反応機構を適用した燃焼CFD技術を開発する．具体的に ...
研究実績の概要	本研究では，燃焼速度における火炎伸張効果を粗い格子でも考慮可能な新たな火炎モデルの提案を行ってきた．今年度の研究によって火炎モデルの開発はほぼ完了し，査読論文の作成を通して成果発表を進めている所である．開発した火炎モデルは，火炎帯を人工的に厚くするモデル（thickened flame model: ...

この課題の研究成果物	雑誌論文 (4件うち査読あり 4件) 学会発表 (28件うち国際学会 9件)

3. 時空間操作を用いた詳細反応機構に基づく革新的乱流燃焼シミュレーションへの挑戦

研究課題

研究種目	挑戦的研究(萌芽)
審査区分	中区分19:流体工学、熱工学およびその関連分野
研究機関	東北大学
研究代表者	河合宗司東北大学, 工学研究科, 教授
研究期間 (年度)	2019-06-28 – 2022-03-31完了
キーワード	数値流体力学 / 詳細反応機構 / 燃焼 / 乱流 / 熱流体工学 / LES / 熱工学
研究開始時の研究の概要	本研究では、乱流燃焼シミュレーションに対する物理的忠実度および予測精度の向上を目指し、物理的な視点に基づく時空間操作の概念を詳細反応機構に基づく乱流燃焼LES方程式に導入し、連成する乱流と化学反応を高忠実に再現する物理モデルの構築を試みる。これにより、詳細反応機構に基づく実燃焼器スケールの乱流燃焼L ...
研究成果の概要	本研究では、火炎帯厚さを格子で解像しない粗い格子を用いても乱流燃焼現象を高忠実に再現可能な詳細反応機構に基づく乱流燃焼LES手法の確立を目指し研究を進めた。本研究ではまず火炎帯内部の化学種分布は変えずに空間方向に引き伸ばすことで（火炎帯を人工的に引き伸ばすことで）、粗い格子でも層流伝播火炎の燃焼速度 ...

この課題の研究成果物	雑誌論文 (3件うちオープンアクセス 2件、査読あり 1件) 学会発表 (7件うち国際学会 2件)

4. 超臨界圧下の流体相変化現象に対する多成分二相平衡モデルの提案と燃焼流解析への応用

研究課題

研究種目	基盤研究(C)
研究分野	航空宇宙工学
研究機関	北海道大学
研究代表者	寺島洋史 (石原洋史) 北海道大学, 工学研究院, 准教授
研究期間 (年度)	2017-04-01 – 2020-03-31完了
キーワード	超臨界流体 / 燃焼 / 非理想性 / 数値シミュレーション / 非理想熱輸送物性 / 数値流体力学 / 火炎モデル / 非理想流体 / 超臨界圧流体 / 界面相変化
研究成果の概要	本研究では，ロケットエンジンなどに見られる臨界圧を超えた超臨界状態を対象として，多成分流体および燃焼現象の理解に資する数値シミュレーション技術を新たに開発した．超臨界流体では流体熱物性および輸送物性の非理想性効果が表れるが，それぞれ適切な非理想モデルを導入し，十分な検証を行うことで技術を確立させた． ...

この課題の研究成果物	雑誌論文 (4件うち査読あり 3件、オープンアクセス 2件) 学会発表 (23件うち国際学会 8件、招待講演 1件)

5. 支配方程式レベルで工夫する乱流混合・燃焼の高解像度モデリング

研究課題

研究種目	挑戦的萌芽研究
研究分野	航空宇宙工学
研究機関	東北大学
研究代表者	河合宗司東北大学, 工学研究科, 准教授
研究期間 (年度)	2015-04-01 – 2017-03-31完了
キーワード	航空宇宙流体力学 / 数値流体力学 / 反応流 / 燃焼 / 詳細反応機構 / 熱工学 / 圧縮性流体
研究成果の概要	詳細反応機構に基づく実燃焼流問題のシミュレーションを可能とする高精度かつ堅牢な数値計算法の確立を目的とし研究を行った。人工的に火炎面を厚くすることで粗い計算格子でも火炎を解像できるようにするArtificially Thickened Flame(ATF)モデルのアイディアを基にし、独自の視点に基づ ...

この課題の研究成果物	雑誌論文 (1件) 学会発表 (2件)

6. 同軸噴射器形状が極低温高圧推進剤の混合拡散燃焼過程へ及ぼす影響の解明

研究課題

研究種目	基盤研究(B)
研究分野	航空宇宙工学
研究機関	九州工業大学
研究代表者	坪井伸幸九州工業大学, 大学院工学研究院, 教授
研究期間 (年度)	2015-04-01 – 2018-03-31完了
キーワード	ロケット / 航空宇宙工学 / 流体工学 / 熱工学 / 水素 / 超臨界流体 / 燃焼
研究成果の概要	高圧条件下での超臨界燃焼流体に対する熱力学的特性・流体力学的特性を明らかにするために，(1)単成分流体解析(2)多成分流体解析(3)実験を実施した．単成分流体解析では，ILES/RANS hybrid法を用いて同軸の極低温超臨界窒素噴流を解析し，平均内側噴流長さについて過去の実験や数値計算との比較 ...

この課題の研究成果物	雑誌論文 (5件うち査読あり 5件、謝辞記載あり 1件) 学会発表 (30件うち国際学会 18件) 備考 (1件)

7. 火災・爆発シミュレーションに特化した燃焼反応データベースの構築

研究課題

研究種目	基盤研究(B)
研究分野	社会システム工学・安全システム
研究機関	山形大学
研究代表者	桑名一徳山形大学, 大学院理工学研究科, 准教授
研究期間 (年度)	2015-04-01 – 2018-03-31完了
キーワード	火災 / 爆発 / シミュレーション / 燃焼反応
研究成果の概要	火災・爆発シミュレーションに特化した燃焼反応モデルを整備し、火災・爆発シミュレーションの精度向上を図ることを目的とし研究を実施した。まず、実験および1次元詳細反応シミュレーションの結果をもとに総括反応モデルの速度パラメータを導出した。得られた総括反応モデルやほかの簡易反応モデルを用いた数値シミュレー ...

この課題の研究成果物	国際共同研究 (1件) 雑誌論文 (5件うち査読あり 5件、オープンアクセス 3件、謝辞記載あり 2件) 学会発表 (40件うち国際学会 11件、招待講演 3件)

8. 大規模詳細反応機構に基づく高効率反応性熱流体シミュレーション技術の確立

研究課題

研究種目	基盤研究(C)
研究分野	計算科学
研究機関	北海道大学 (2015-2016) 東京大学 (2014)
研究代表者	寺島洋史 (石原洋史 / 寺島洋史(石原洋史)) 北海道大学, 工学研究院, 准教授
研究期間 (年度)	2014-04-01 – 2017-03-31完了
キーワード	反応性流体 / 燃焼 / 詳細化学反応 / 流体シミュレーション / 数値解析 / ノッキング現象 / ロケット / 化学反応 / 反応性流体解析 / 燃焼反応 / 時間積分法
研究成果の概要	大規模詳細反応機構を用いた反応性流体シミュレーションを効率的に行う解析手法を提案した．提案手法は，硬直性の強い化学反応方程式に対する高速陽的時間積分法と多成分流体輸送係数に対する化学種バンドル法から構成されている．それぞれの手法は，従来法に対し，解の精度を大きく損ねることなく，2桁から3桁の高速化を ...

この課題の研究成果物	雑誌論文 (7件うち査読あり 5件、謝辞記載あり 2件) 学会発表 (24件うち国際学会 7件、招待講演 3件)

9. 小型エネルギー変換機器の高効率・環境性能両立実現のための動的設計法の研究

研究課題

研究種目	基盤研究(B)
研究分野	機械力学・制御
研究機関	東京大学
研究代表者	金子成彦東京大学, 大学院工学系研究科(工学部), 教授
研究期間 (年度)	2014-04-01 – 2018-03-31完了
キーワード	エネルギー効率化 / 環境調和型 / 制御工学 / モデル化 / 騒音低減 / 振動現象 / 燃焼 / 化学反応 / 機械力学 / エネルギー高効率化 / 機械力学・制御 / 計算法
研究成果の概要	バイオ燃料の活用やエコモビリティの実現に向けては，小型エネルギー変換機器の高効率化と環境性能の両立は必須条件である。本研究では，①天然ガス，バイオガス，石炭ガス等を燃料とする小型発電用ガスタービン，②バイオガスと液体燃料の両方を燃料とするデュアルフューエル自動車用レシプロエンジン，③ジェット燃料やバ ...

この課題の研究成果物	雑誌論文 (3件うち査読あり 2件、オープンアクセス 2件) 学会発表 (32件うち国際学会 12件)

10. フロントトラッキング法に基づく高マッハ数液滴崩壊現象に対するマルチスケール解析

研究課題

研究種目	若手研究(B)
研究分野	工学基礎
研究機関	東京大学
研究代表者	寺島洋史 (石原洋史 / 寺島洋史(石原洋史)) 東京大学, 大学院・工学系研究科, 助教
研究期間 (年度)	2011 – 2012完了
キーワード	シミュレーション工学 / 圧縮性多相流 / 数値解析手法 / 圧縮性混相流解析
研究概要	本研究では,高速流中の推進剤混合過程解明を目指し,衝撃波を含む圧縮性高速流中の流体界面挙動に対するマルチスケールシミュレーション手法の開発とその流体不安定メカニズム解明に関する研究を行った.高速流中で生じる衝撃波,それと干渉する流体界面挙動をシミュレーションするため,圧縮性流体方程式を用い,界面追跡 ...

この課題の研究成果物	雑誌論文 (6件うち査読あり 2件) 学会発表 (10件)

11. 極低温超臨界流体における燃焼ダイナミクスの研究

研究課題

研究種目	基盤研究(B)
研究分野	航空宇宙工学
研究機関	九州工業大学
研究代表者	坪井伸幸九州工業大学, 工学(系)研究科(研究院), 教授
研究期間 (年度)	2011-04-01 – 2014-03-31完了
キーワード	ロケット / 宇宙工学 / 流体工学 / 熱工学 / 超臨界流体 / 水素 / 航空宇宙工学
研究概要	高圧条件下での超臨界燃焼流体に対する熱力学的特性・流体力学的特性を明らかにするために，(1)RANS解析(2)LES解析(3)実験を実施した．RANS解析では，単軸の極低温超臨界窒素噴流の密度分布について実験結果と比較し，妥当な結果が得られることを確認した．さらに，多化学種の質量保存式を含む流体対 ...

この課題の研究成果物	雑誌論文 (17件うち査読あり 16件) 学会発表 (81件)

12. 大規模詳細反応機構の革新的簡略化法の開発と燃焼シミュレーションへの応用

研究課題

研究種目	基盤研究(B)
研究分野	熱工学
研究機関	横浜国立大学 (2013) 東京大学 (2011-2012)
研究代表者	越光男横浜国立大学, 環境情報研究院, 非常勤教員
研究期間 (年度)	2011-04-01 – 2014-03-31完了
キーワード	燃焼 / 詳細反応機構 / 数値流体計算 / 簡略化 / 自着火 / 圧縮性流体計算 / エンジン燃焼 / MTS / 圧縮性 / 炭化水素燃料 / エントロピー最大化法
研究概要	自動車エンジンのノッキングやガスタービンの振動燃焼の解析には化学反応方程式と流体力学方程式を同時に解く事が必要であるが、燃焼反応には数百もの化学種が関与するためにこのようなシミュレーションは不可能であった。これを可能とするために、燃焼反応の特性を損なわずに解析に必要な変数の数を大幅に減少させる方法を ...

この課題の研究成果物	雑誌論文 (8件うち査読あり 8件) 学会発表 (24件) 備考 (2件)

13. ガス爆発危険性予測の学理

研究課題

研究種目	基盤研究(A)
研究分野	社会システム工学・安全システム
研究機関	東京大学
研究代表者	土橋律東京大学, 工学(系)研究科(研究院), 教授
研究期間 (年度)	2011-04-01 – 2015-03-31完了
キーワード	安全工学 / 燃焼爆発 / 大規模詳細反応機構 / 数値流体計算 / 爆発限界 / 火炎不安定性
研究成果の概要	ガス爆発の発生限界（爆発限界）及び被害（影響度）の科学的解明について研究をおこなった．爆発限界については，反応機構を適切に考慮することにより，爆発限界やその条件依存性を的確に予測できることを明らかにした．影響度については，火炎の不安定性予測に重要なMarkstein数の精度の良い新たな算出方法を提案 ...

この課題の研究成果物	雑誌論文 (9件うち査読あり 9件、謝辞記載あり 2件) 学会発表 (15件)

14. 自己接触を伴う薄膜折りたたみ展開構造物のボディダイナミクスシミュレーション

研究課題

研究種目	若手研究(B)
研究分野	工学基礎
研究機関	独立行政法人理化学研究所
研究代表者	寺島洋史理研, 研究員
研究期間 (年度)	2006 – 2008完了
キーワード	流体構造連成問題 / 数値流体力学 / 直交格子解析 / 大変形薄膜展開構造 / 自己接触
研究概要	本研究は,AirbagやParachuteといった流体と干渉する薄膜展開構造物のダイナミクスシミュレーションを行う数値手法の開発と設計への応用を目的とする.流体解析には,大変形薄膜物体を容易かつロバストに扱うため直交格子を用い,構造解析には幾何学的非線形性を考慮した有限要素法を採用した.

この課題の研究成果物	雑誌論文 (1件)