Combustion-reaction database specialized for accidental fire/explosion simulations

• Project/Area Number: 15H02977
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
• Allocation Type: Single-year Grants
• Section: 一般
• Research Field: Social systems engineering/Safety system
• Research Institution: Yamagata University
• Principal Investigator: Kuwana Kazunori 山形大学, 大学院理工学研究科, 准教授 (30447429)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 寺島 洋史 (石原洋史) 北海道大学, 工学研究院, 准教授 (20415235) ; 林 直樹 神奈川工科大学, 工学部, 准教授 (00377839)
• Project Period (FY): 2015-04-01 – 2018-03-31
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2017)
• Budget Amount: ¥18,200,000 (Direct Cost: ¥14,000,000、Indirect Cost: ¥4,200,000); Fiscal Year 2017: ¥4,680,000 (Direct Cost: ¥3,600,000、Indirect Cost: ¥1,080,000); Fiscal Year 2016: ¥5,070,000 (Direct Cost: ¥3,900,000、Indirect Cost: ¥1,170,000); Fiscal Year 2015: ¥8,450,000 (Direct Cost: ¥6,500,000、Indirect Cost: ¥1,950,000)
• Keywords: 火災 / 爆発 / シミュレーション / 燃焼反応

Outline of Final Research Achievements

The objective of this study was to develop a combustion-reaction database specialized for numerical simulations of fire/explosion phenomena. Kinetic parameters of global reaction models were first determined based on the results of experiments and 1-D detailed-reaction simulations. Numerical simulations were then conducted using the obtained global models and other reduced reaction models to compare with the results of experiments or detailed-reaction simulations. A methodology was finally discussed to select the optimal reaction model depending on the local condition.

Research Products

• [Int'l Joint Research] ケンタッキー大学(米国)
• [Journal Article] Reduced-dimensional Model Experiment of Filtration Combustion (2017)
  • Author(s): 遊佐 真弓、船島 康史、増山 紋加、桑名 一徳、櫛田 玄一郎
  • Journal Title: Journal of the Japanese Society for Experimental Mechanics Volume: 17 Issue: 3 Pages: 217-222
  • DOI: 10.11395/jjsem.17.217
  • NAID: 130006893802
  • ISSN: 1346-4930, 1884-4219
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] Numerical Analysis of Heat Loss Effects on the Smoldering Combustion of a Thin Solid in a Narrow Channel (2017)
  • Author(s): Hiroyuki Iizuka, Kazunori Kuwana, Genichiro Kushida
  • Journal Title: JOURNAL OF CHEMICAL ENGINEERING OF JAPAN Volume: 50 Issue: 7 Pages: 535-541
  • DOI: 10.1252/jcej.16we035
  • NAID: 130005815309
  • ISSN: 0021-9592, 1881-1299
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] Effective Lewis number of smoldering spread over a thin solid in a narrow channel (2017)
  • Author(s): Kazunori Kuwana, Kenta Suzuki, Yuki Tada, Genichiro Kushida
  • Journal Title: Proceedings of the Combustion Institute Volume: 36 Issue: 2 Pages: 3203-3210
  • DOI: 10.1016/j.proci.2016.06.159
  • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
• [Journal Article] Diffusive-thermal effect on local chemical structures in premixed hydrogen-air flames (2017)
  • Author(s): Akira Matsugi, Hiroshi Terashima
  • Journal Title: Combustion and Flame Volume: 179 Pages: 238-241
  • DOI: 10.1016/j.combustflame.2017.02.013
  • NAID: 120006626552
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] 火災旋風近傍の流れに関する研究 (2016)
  • Author(s): 大西 博之，桑名 一徳
  • Journal Title: 日本燃焼学会誌 Volume: 58
  • NAID: 130006320858
  • Peer Reviewed / Open Access / Acknowledgement Compliant
• [Presentation] 床面付近での不安定な燃え拡がり現象の数値計算 (2017)
  • Author(s): 桑名一徳、矢崎成俊
  • Organizer: 日本応用数理学会・第13回研究部会連合発表会
  • Place of Presentation: 電気通信大学（東京都調布市）
  • Year and Date: 2017-03-06
• [Presentation] ロケット燃焼器における高圧メタン酸素燃焼場の解析 (2017)
  • Author(s): 寺島洋史、大門優、根岸秀世
  • Organizer: 日本流体力学会年会2017
• [Presentation] ロケット噴射器リセス長さと燃焼流れ場・性能との関係について (2017)
  • Author(s): 寺島洋史、大門優
  • Organizer: 第31回数値流体力学シンポジウム
• [Presentation] Numerical simulation on heat release rate in triple point of triple flame (2017)
  • Author(s): Naoki Hayashi
  • Organizer: 11th Asia-Pacific Conference on Combustion
• [Presentation] Fire whirl generated behind an L-shaped wall under the presence of a crosswind (2017)
  • Author(s): Tomomi Sasaki, Tatsuya Suzaki, Masayasu Shiozawa, Kazunori Kuwana
  • Organizer: 9th JSME-KSME Thermal and Fluids Engineering Conference
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] Numerical study on the smoldering combustion of a thin solid considering the effects of heat loss and oxidizer velocity (2017)
  • Author(s): Mayumi Yuza, Kazunori Kuwana, Genichiro Kushida
  • Organizer: 9th JSME-KSME Thermal and Fluids Engineering Conference
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] Dynamic similarity of fire whirls (2017)
  • Author(s): Rikiya Yamada, Kazunori Kuwana, Ken Matsuyama
  • Organizer: 8th International Symposium on Scale Modeling
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] Moving fire whirls over line fires: similarity to rollup of vortex sheets (2017)
  • Author(s): Yurie Iriyama, Kazunori Kuwana
  • Organizer: 8th International Symposium on Scale Modeling
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] Smoldering spread velocity along a thin solid in a narrow channel (2017)
  • Author(s): Kazunori Kuwana, Kenta Suzuki, Yuki Tada, Genichiro Kushida
  • Organizer: 26th International Colloquium on the Dynamics of Explosions and Reactive Systems
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] Large-scale wind-tunnel experiments and numerical study on moving-type fire whirls (2017)
  • Author(s): Kazunori Kuwana, Tatsuya Suzaki, Kozo Sekimoto, Yuji Nakamura, Kozo Saito
  • Organizer: 10th U.S. National Combustion Meeting
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] A simple and fast method for solving flame evolution equations (2017)
  • Author(s): Kazunori Kuwana, Shigetoshi Yazaki
  • Organizer: 14th International Conference on Flow Dynamics
  • Int'l Joint Research / Invited
• [Presentation] L字ついたて背面に形成される火災旋風に関する研究 (2017)
  • Author(s): 猪狩萌、佐々木知美、桑名一徳
  • Organizer: 第55回燃焼シンポジウム
• [Presentation] 2次元火炎伝播におけるG方程式の数値解法 (2017)
  • Author(s): 桑名一徳、矢崎成俊
  • Organizer: 第55回燃焼シンポジウム
• [Presentation] 床面近傍での可燃性固体の燃え拡がり (2017)
  • Author(s): 後藤舞香、山田力也、桑名一徳、櫛田玄一郎
  • Organizer: 第55回燃焼シンポジウム
• [Presentation] 燻焼燃え拡がりとパターン形成 (2017)
  • Author(s): 増山紋加、船島康史、桑名一徳、櫛田玄一郎
  • Organizer: 第55回燃焼シンポジウム
• [Presentation] 狭い空間における燃え拡がり速度 (2017)
  • Author(s): 多田悠樹、遊佐真弓、桑名一徳、櫛田玄一郎
  • Organizer: 第55回燃焼シンポジウム
• [Presentation] 薄い固体の燻焼燃え拡がりに関する数値シミュレーション (2017)
  • Author(s): 遊佐真弓、桑名一徳、櫛田玄一郎
  • Organizer: 第55回燃焼シンポジウム
• [Presentation] 火災旋風基部における速度境界層のスケール効果 (2017)
  • Author(s): 佐々木知美、桑名一徳
  • Organizer: 混相流シンポジウム2017
• [Presentation] 火災旋風の火炎基部近傍における流れ場のスケール効果 (2017)
  • Author(s): 山田力也、桑名一徳、沖永誠治、松山賢
  • Organizer: 平成29年度日本火災学会研究発表会
• [Presentation] 床面付近での薄い可燃性固体の円形燃え拡がり (2016)
  • Author(s): 桑名一徳、櫛田玄一郎、船島康史
  • Organizer: 第30回数値流体力学シンポジウム
  • Place of Presentation: タワーホール船堀（東京都江戸川区）
  • Year and Date: 2016-12-12
• [Presentation] スモルダリング燃焼の数値シミュレーションによるフィンガリング不安定性理論の検証 (2016)
  • Author(s): 船島康史、多田悠樹、鈴木健太、桑名一徳、櫛田玄一郎
  • Organizer: 第54回燃焼シンポジウム
  • Place of Presentation: 仙台国際センター（宮城県仙台市）
  • Year and Date: 2016-11-23
• [Presentation] 火災旋風の発生抑止方法に関する研究 (2016)
  • Author(s): 塩澤将康、須崎竜也、桑名一徳
  • Organizer: 第54回燃焼シンポジウム
  • Place of Presentation: 仙台国際センター（宮城県仙台市）
  • Year and Date: 2016-11-23
• [Presentation] 火災旋風発生時の火炎基部近傍における流れの構造 (2016)
  • Author(s): 入山由里絵、桑名一徳
  • Organizer: 第54回燃焼シンポジウム
  • Place of Presentation: 仙台国際センター（宮城県仙台市）
  • Year and Date: 2016-11-23
• [Presentation] L字ついたて背面における火災旋風周囲の流れ場計測 (2016)
  • Author(s): 須崎竜也、佐々木知美、桑名一徳
  • Organizer: 第54回燃焼シンポジウム
  • Place of Presentation: 仙台国際センター（宮城県仙台市）
  • Year and Date: 2016-11-23
• [Presentation] スモルダリング燃焼で生じるフィンガリングパターンに及ぼす実験パラメータの影響 (2016)
  • Author(s): 多田悠樹、鈴木健太、桑名一徳、櫛田玄一郎
  • Organizer: 第54回燃焼シンポジウム
  • Place of Presentation: 仙台国際センター（宮城県仙台市）
  • Year and Date: 2016-11-23
• [Presentation] 薄い固体のスモルダリング燃焼に関する安定解析 (2016)
  • Author(s): 桑名一徳、鈴木健太、多田悠樹、櫛田玄一郎
  • Organizer: 日本機械学会・熱工学コンファレンス2016
  • Place of Presentation: 愛媛大学（愛媛県松山市）
  • Year and Date: 2016-10-22
• [Presentation] Interface instability during smoldering spread over a thin solid (2016)
  • Author(s): Kenta Suzuki, Kazunori Kuwana, Yuki Tada, Genichiro Kushida
  • Organizer: 13th International Conference on Flow Dynamics
  • Place of Presentation: 仙台国際センター（宮城県仙台市）
  • Year and Date: 2016-10-10
  • Int'l Joint Research / Invited
• [Presentation] Effective Lewis Number of Smoldering Spread over a Thin Solid in a Narrow Channel (2016)
  • Author(s): Kazunori Kuwana, Kenta Suzuki, Yuki Tada, Genichiro Kushida
  • Organizer: 36th International Symposium on Combustion
  • Place of Presentation: Coex Convention and Exhibition Center（大韓民国）
  • Year and Date: 2016-07-31
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] Triple flameの火炎構造に関する数値解析（詳細素反応と総括反応の比較） (2016)
  • Author(s): 林直樹、堰勇人、山下博史
  • Organizer: 第53回伝熱シンポジウム
  • Place of Presentation: グランキューブ大阪（大阪府）
  • Year and Date: 2016-05-24
• [Presentation] Triple flame の火炎構造に関する数値解析（詳細素反応と総括反応の比較） (2016)
  • Author(s): 林 直樹，堰 勇人，山下 博史
  • Organizer: 第53回日本伝熱シンポジウム
  • Place of Presentation: グランキューブ大阪（大阪市北区）
  • Year and Date: 2016-05-24
• [Presentation] Quantitative Study of Fingering Pattern Created by Smoldering Combustion (2016)
  • Author(s): Yuki Tada, Kenta Suzuki, Hiroyuki Iizuka, Kazunori Kuwana, Genichiro Kushida
  • Organizer: 8th International Seminar on Fire and Explosion Hazards
  • Place of Presentation: Crowne Plaza Hefei（中華人民共和国）
  • Year and Date: 2016-04-25
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] 複数のマイクロスロットフレームの干渉に関する研究 (2015)
  • Author(s): 加藤 慶，桑名 一徳，平沢 太郎，中村 祐二
  • Organizer: 第53回燃焼シンポジウム
  • Place of Presentation: つくば国際会議場（茨城県つくば市）
  • Year and Date: 2015-11-16
• [Presentation] マイクロフレームの火炎高さに及ぼす浮力の影響 (2015)
  • Author(s): 佐々木 知美，桑名 一徳
  • Organizer: 第53回燃焼シンポジウム
  • Place of Presentation: つくば国際会議場（茨城県つくば市）
  • Year and Date: 2015-11-16
• [Presentation] マイクロフレームの消炎に関する数値解析 (2015)
  • Author(s): 阿部 沙紀，桑名 一徳
  • Organizer: 第53回燃焼シンポジウム
  • Place of Presentation: つくば国際会議場（茨城県つくば市）
  • Year and Date: 2015-11-16
• [Presentation] 有風下における火災旋風の数値シミュレーション (2015)
  • Author(s): 齋藤 美咲，桑名 一徳
  • Organizer: 第53回燃焼シンポジウム
  • Place of Presentation: つくば国際会議場（茨城県つくば市）
  • Year and Date: 2015-11-16
• [Presentation] 火災旋風近傍の速度分布 (2015)
  • Author(s): 大西 博之，桑名 一徳
  • Organizer: 第53回燃焼シンポジウム
  • Place of Presentation: つくば国際会議場（茨城県つくば市）
  • Year and Date: 2015-11-16
• [Presentation] 化学反応と火炎伝播機構―水素およびプロパン二次元火炎の不安定性― (2015)
  • Author(s): 松木 亮，寺島 洋史
  • Organizer: 第53回燃焼シンポジウム
  • Place of Presentation: つくば国際会議場（茨城県つくば市）
  • Year and Date: 2015-11-16
• [Presentation] Theoretical Prediction of Flame Propagation during a Gas Explosion (2015)
  • Author(s): Kazunori Kuwana
  • Organizer: 12th International Conference on Flow Dynamics
  • Place of Presentation: 仙台国際センター（宮城県仙台市）
  • Year and Date: 2015-10-27
  • Int'l Joint Research / Invited
• [Presentation] ガス爆発被害予測に関する理論的検討 (2015)
  • Author(s): 桑名 一徳
  • Organizer: 日本機械学会熱工学コンファレンス2015
  • Place of Presentation: 大阪大学（大阪府吹田市）
  • Year and Date: 2015-10-24
• [Presentation] 屋内火災の模型実験方法に関する考察 (2015)
  • Author(s): 桑名 一徳，永澤 沙織
  • Organizer: 日本実験力学会2015年次講演会
  • Place of Presentation: 新潟大学（新潟県新潟市）
  • Year and Date: 2015-08-28