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Development of Higher Operation Technique in Pulse Detonation Engine (PDE)

Research Project

Project/Area Number 16560134
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research (C)

Allocation TypeSingle-year Grants
Section一般
Research Field Fluid engineering
Research InstitutionSaitama University

Principal Investigator

OBARA Tetsuro  Saitama University, Graduate School of Science and Engineering, Associate Professor (80241917)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) OHYAGI Shigeharu  Saitama University, Graduate School of Science and Engineering, Professor (90114818)
YAMAMOTO Hiroshi  Saitama University, Graduate School of Science and Engineering, Associate professor (20220494)
Project Period (FY) 2004 – 2007
Project Status Completed (Fiscal Year 2007)
Budget Amount *help
¥3,750,000 (Direct Cost: ¥3,600,000、Indirect Cost: ¥150,000)
Fiscal Year 2007: ¥650,000 (Direct Cost: ¥500,000、Indirect Cost: ¥150,000)
Fiscal Year 2006: ¥600,000 (Direct Cost: ¥600,000)
Fiscal Year 2005: ¥900,000 (Direct Cost: ¥900,000)
Fiscal Year 2004: ¥1,600,000 (Direct Cost: ¥1,600,000)
KeywordsThermal Engineering / Combustion Engineering / Detonation / Shock Wave / Engine / 間欠燃焼 / 膨脹波 / 燃料噴射 / 混合気体
Research Abstract

In order to obtain higher operation in Pulse Detonation Engine (PDE), it is of importance to get mixing between fuel (hydrogen) and air in a short period, and to ignite, since the detonation wave is produced in a short distance from the igniter. Therefore, the pulse detonation engine was developed which is equipped a rotary-valve and performance of PDE. In this study, experiments are conducted to shorten the detonation induction time by changing a mixing method between a fuel and oxygen, a purge method and injection method of mixing. Conclusions are summarized as follows. 1) A mixing between fuel and air is promoted by decreasing an injection hole, since a penetration distance of hydrogen into the air is increased. 2) Three types of plate to promote the mixing were applied, however the effects of installing plate on higher operation is small. It was found that installing plate method is not necessary from the endurance point of view. 3) The number of fuel injection hole is changed as two and four, thus the two holes is preferable to produce the detonation wave stably.4) In order to shorten the detonation induction distance, the contour of spiral inserted into the PDE is important which is determined from the diameter of the PDE tube. In this study, the detonation induction time is decreased in a case that pitch of spiral is 10 mm.5) The developed PDE can be operated in an operation frequency of 40 Hz. It was pointed out that the PDE tube should be equipped with a cooling method to obtain higher operation frequency.

Report

(5 results)
  • 2007 Annual Research Report   Final Research Report Summary
  • 2006 Annual Research Report
  • 2005 Annual Research Report
  • 2004 Annual Research Report
  • Research Products

    (121 results)

All 2008 2007 2006 2005 2004 Other

All Journal Article (46 results) (of which Peer Reviewed: 15 results) Presentation (73 results) Remarks (2 results)

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      110006655833

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      伊豆
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      埼玉大学
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      2007-09-22
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      埼玉大学
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      2007-09-22
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      平成18年度衝撃波シンポジウム
    • Place of Presentation
      九州大学
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      2007-03-15
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      山梨
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      2007-01-26
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      仙台国際センター
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      東洋大学
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      2006-10-29
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      室蘭工業大学
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      東洋大学 川越キャンパス
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      2006-03-10
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      東洋大学 川越キャンパス
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      2006-03-10
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      楢原 由樹子, 栗原 慶博, 小原 哲郎, 大八木 重治
    • Organizer
      平成17年度衝撃波シンポジウム
    • Place of Presentation
      横浜国立大学
    • Description
      「研究成果報告書概要(和文)」より
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      2007 Final Research Report Summary
  • [Presentation] 副室燃焼により生成される燃焼波のデトネーション波遷移2006

    • Author(s)
      李 承石, 横川 真人, 小原 哲郎, 大八木 重治
    • Organizer
      平成17年度衝撃波シンポジウム
    • Place of Presentation
      横浜国立大学
    • Description
      「研究成果報告書概要(和文)」より
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      2007 Final Research Report Summary
  • [Presentation] 狭い溝中を通過するデトネーション波の挙動に関する研究2006

    • Author(s)
      Jayan Sentanuhady, 塚田 豊, 小原 哲郎, 大八木 重治
    • Organizer
      平成17年度衝撃波シンポジウム
    • Place of Presentation
      横浜国立大学
    • Description
      「研究成果報告書概要(和文)」より
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      2007 Final Research Report Summary
  • [Presentation] デトネーション駆動型衝撃風洞を用いたスクラムジェット燃焼器モデル内の燃焼過程2006

    • Author(s)
      伊藤 豪明, 小原 哲郎, 大八木 重治, 坪井 伸幸
    • Organizer
      平成17年度衝撃波シンポジウム
    • Place of Presentation
      横浜国立大学
    • Description
      「研究成果報告書概要(和文)」より
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  • [Presentation] PDEにおける連続作動時の推力損失に関する研究2006

    • Author(s)
      南雲 俊行, 桜井 毅司, 吉橋 照夫, 小原 哲郎, 大八木 重治, 村山 元英
    • Organizer
      平成17年度衝撃波シンポジウム
    • Place of Presentation
      横浜国立大学
    • Description
      「研究成果報告書概要(和文)」より
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      2007 Final Research Report Summary
  • [Presentation] ロータリーバルブを装着したPDEのデトネーション作動に関する研究2006

    • Author(s)
      柚木 聡, 桜井 毅司、笹森 崇志, 小原 哲郎, 大八木 重治, 村山 元英
    • Organizer
      平成17年度衝撃波シンポジウム
    • Place of Presentation
      横浜国立大学
    • Description
      「研究成果報告書概要(和文)」より
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  • [Presentation] Re-initiation of Detonation Waves behind a Perforated Plate2005

    • Author(s)
      Sentanuhady J., Tsukada Y., Yoshihashi T., Obara T., Ohyagi S.
    • Organizer
      Proc. of the 20th International Colloquium on the Dynamics of Explosion and Reactive Systems
    • Place of Presentation
      McGill University (Montreal, Canada)
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      「研究成果報告書概要(和文)」より
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  • [Presentation] Experimental Study of Pulse Detonation Turbine Engine toward Power Generator2005

    • Author(s)
      Sakurai T., Obara T., Ohyagi S., Murayama M.
    • Organizer
      Proc. of the 20th International Colloquium on the Dynamics of Explosion and Reactive Systems
    • Place of Presentation
      McGill University (Montreal, Canada)
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      「研究成果報告書概要(和文)」より
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  • [Presentation] Experimental study on a flow field behind backward-facing step using detonation-driven shock tunnel2005

    • Author(s)
      Obara T., Kim T.-H., Ohyagi S., Tsuboi N.
    • Organizer
      Proc. of the 20th International Colloquium on the Dynamics of Explosion and Reactive Systems
    • Place of Presentation
      McGill University (Montreal, Canada)
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      「研究成果報告書概要(和文)」より
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  • [Presentation] 準定常運転状態におけるパルスデトネーションエンジンの推力計測2005

    • Author(s)
      桜井 毅司, 南雲 俊行, 小原 哲郎, 大八木 重治, 村山 元英
    • Organizer
      平成16年度衝撃波シンポジウム
    • Place of Presentation
      仙台市戦災復興記念館
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      「研究成果報告書概要(和文)」より
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  • [Presentation] 小さな孔を通過する気体デトネーション関する実験的研究2005

    • Author(s)
      ジャヤン センタヌハディー, 塚田 豊, 吉橋 照夫, 小原 哲郎, 大八木 重治
    • Organizer
      平成16年度衝撃波シンポジウム
    • Place of Presentation
      仙台市戦災復興記念館
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      「研究成果報告書概要(和文)」より
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    • Author(s)
      大八木 重治, 小原 哲郎, 吉橋 照夫
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      日本機械学会流体工学部門講演会
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      金沢大学
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  • [Presentation] パルスデトネーションタービンエンジンの部分充填効果2005

    • Author(s)
      南雲 俊行, 桜井 毅司, 小原 哲郎, 大八木 重治, 村山 元英
    • Organizer
      第37回流体力学講演会
    • Place of Presentation
      千葉大学
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  • [Presentation] ロータリーバルブの開発2005

    • Author(s)
      山本 浩, 山根 成人, 真島 和弘, 宮地 隆太郎, 小原 哲郎
    • Organizer
      日本機械学会2005年次大会
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      電気通信大学
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      「研究成果報告書概要(和文)」より
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  • [Presentation] 狭い間隙を通過する火炎の挙動2005

    • Author(s)
      成澤 伸之, 仁科 祐介, 吉橋 照夫, 小原 哲郎, 大八木 重治
    • Organizer
      第43回燃焼シンポジウム
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      タワーホール船堀(東京)
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  • [Presentation] 複数の矩形溝を伝ぱするデトネーション波の挙動2005

    • Author(s)
      ジャヤン センタヌハディ, 塚田 豊, 吉橋 照夫, 小原 哲郎, 大八木 重治
    • Organizer
      第43回燃焼シンポジウム
    • Place of Presentation
      タワーホール船堀(東京)
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  • [Presentation] Re-initiation of Detonation Waves behind a Perforated Plate2005

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      Sentanuhady J., Tsukada Y., Yoshihashi T., Obara T., Ohyagi S.
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      20th International Colloquium on the Dynamics of Explosion and Reactive Systems
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      McGill University (Montreal, Canada)
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      Sakurai T., Obara T., Ohyagi S., Murayama M.
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      20th International Colloquium on the Dynamics of Explosion and Reactive Systems
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      McGill University (Montreal, Canada)
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      Obara T., Kim T.-H., Ohyagi S., Tsuboi N.
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      20th International Colloquium on the Dynamics of Explosion and Reactive Systems
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      McGill University (Montreal, Canada)
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      大古 壮了, 南雲 俊行, 吉橋 照夫, 小原 哲郎, 大八木 重治
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      平成15年度衝撃波シンポジウム
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      千葉大学
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  • [Presentation] パルスデトネーションエンジンにおける準1次元数値シミュレーション2004

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      伊藤 栄, 桜井 毅司, 小原 哲郎, 大八木 重治
    • Organizer
      平成15年度衝撃波シンポジウム
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      千葉大学
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  • [Presentation] パルスデトネーションエンジンサイクルに関する基礎研究2004

    • Author(s)
      山根 成人, 桜井 毅司, 小原 哲郎, 大八木 重治
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      平成15年度衝撃波シンポジウム
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      千葉大学
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    • Author(s)
      吉川 正人, 金 泰煥, 成田 匡輝, 小原 哲郎, 大八木 重治
    • Organizer
      平成15年度衝撃波シンポジウム
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      千葉大学
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  • [Presentation] タービンインターフェースの形状に関する2次元解析2004

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      桜井 毅司, 小原 哲郎, 大八木 重治
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      第36回流体力学講演会
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      山形
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      Kim T.-H., Narita M., Obara T., Ohyagi S.
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      第36回流体力学講演会
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      山形
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      小原 哲郎, 金 泰煥, 成田 匡輝, 大八木 重治
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      北九州学研究都市
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      金 泰煥, 成田 匡輝, 小原 哲郎, 大八木 重治
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      第42回燃焼シンポジウム
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      グランヴェール岐山(岐阜)
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      桜井 毅司, 小原 哲郎, 大八木 重治
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      第42回燃焼シンポジウム
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      グランヴェール岐山(岐阜)
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  • [Presentation] パルスデトネーションエンジンサイクルの数値シミュレーションー燃料充填過程のシミュレーションー2004

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      伊藤 栄, 桜井 毅司, 大八木 重治, 小原 哲郎
    • Organizer
      第42回燃焼シンポジウム
    • Place of Presentation
      グランヴェール岐山(岐阜)
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      「研究成果報告書概要(和文)」より
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      ジャヤン センタヌハディ, 塚田 豊, 吉橋 照夫, 小原 哲郎, 大八木 重治
    • Organizer
      第42回燃焼シンポジウム
    • Place of Presentation
      グランヴェール岐山(岐阜)
    • Description
      「研究成果報告書概要(和文)」より
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  • [Presentation] 水素空気パルスデトネーションエンジンの連続作動における空気による掃気の影響2004

    • Author(s)
      大古 壮了, 柚木 聡, 吉橋 照夫, 小原 哲郎, 大八木 重治
    • Organizer
      第42回燃焼シンポジウム
    • Place of Presentation
      グランヴェール岐山(岐阜)
    • Description
      「研究成果報告書概要(和文)」より
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  • [Remarks] 「研究成果報告書概要(和文)」より

    • URL

      http://www.mech.saitama-u.ac.jp/lab/netsu/

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  • [Remarks]

    • URL

      http://www.mech.saitama-u.ac.jp/lab/netsu/

    • Related Report
      2007 Annual Research Report

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Published: 2004-04-01   Modified: 2016-04-21  

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