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Exploration of Combustion Control Possibility Based on New Concept of High-Speed Flame Propagation by Vortex Filament Soliton

Research Project

Project/Area Number 17K06184
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research (C)

Allocation TypeMulti-year Fund
Section一般
Research Field Thermal engineering
Research InstitutionYamagata University

Principal Investigator

Shinoda Masahisa  山形大学, 大学院理工学研究科, 准教授 (80292241)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 山下 博史  公益財団法人名古屋産業科学研究所, 研究部, 上席研究員 (40111835)
Project Period (FY) 2017-04-01 – 2021-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2020)
Budget Amount *help
¥4,810,000 (Direct Cost: ¥3,700,000、Indirect Cost: ¥1,110,000)
Fiscal Year 2020: ¥1,170,000 (Direct Cost: ¥900,000、Indirect Cost: ¥270,000)
Fiscal Year 2019: ¥780,000 (Direct Cost: ¥600,000、Indirect Cost: ¥180,000)
Fiscal Year 2018: ¥780,000 (Direct Cost: ¥600,000、Indirect Cost: ¥180,000)
Fiscal Year 2017: ¥2,080,000 (Direct Cost: ¥1,600,000、Indirect Cost: ¥480,000)
Keywordsボルテックス・バースティング / 渦 / 渦糸ソリトン / 火炎 / 火炎伝播速度 / 乱流燃焼 / 近似理論式 / 数値シミュレーション / 旋回流燃焼 / 火炎伝播 / 燃焼 / CFD / 数値流体力学(CFD)
Outline of Final Research Achievements

In this study, we explored the possibility of "combustion control by vortex control" using a new concept of "high-speed flame propagation by vortex soliton" in vortex bursting phenomenon. In the first and second years of this study, we assumed the stretching and merging of vortices that are thought to occur in turbulent flow, and investigated the flame propagation speed along the vortices by numerical simulation. In the third and fourth years of this study, we examined the control possibility of turbulent combustion by numerical simulations and theoretical considerations, based on the new turbulent combustion model (the new approximate theoretical formula of turbulent burning velocity etc.) obtained in the first and second years of this study.

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

過去のボルテックス・バースティング研究の多くは「圧力差による高速火炎伝播」という従来型の発想に基づくものであったが,本研究では「渦糸ソリトンによる高速火炎伝播」という新しいコンセプトを用いる点に最大の特色がある.国内・国外ともに前例のない独創的研究であり,チャレンジする学術的意義は大きい.また乱流燃焼場の物理的理解,そして乱流燃焼場の予測・制御のための技術開発などに役立つと期待され,エネルギー・環境問題のような課題解決への貢献という点で社会的意義も大きいと考えられる.

Report

(5 results)
  • 2020 Annual Research Report   Final Research Report ( PDF )
  • 2019 Research-status Report
  • 2018 Research-status Report
  • 2017 Research-status Report
  • Research Products

    (9 results)

All 2020 2019 2018 2017

All Presentation (9 results)

  • [Presentation] ボルテックス・バースティングと火災旋風における渦力学的な構造2020

    • Author(s)
      青木佑太, 藤野未紗樹, 篠田昌久, 山下博史
    • Organizer
      第58回燃焼シンポジウム講演論文集
    • Related Report
      2020 Annual Research Report
  • [Presentation] ボルテックス・バースティングにおける渦最大周方向速度と火炎伝播速度の関係2020

    • Author(s)
      渡邉蒼生, 篠田昌久, 山下博史
    • Organizer
      第58回燃焼シンポジウム講演論文集
    • Related Report
      2020 Annual Research Report
  • [Presentation] ボルテックス・バースティングの火炎伝播速度に及ぼす渦の伸長と合体の効果2019

    • Author(s)
      甲谷英,高山貴史,篠田昌久,山下博史
    • Organizer
      日本機械学会2019年度年次大会
    • Related Report
      2019 Research-status Report
  • [Presentation] ボルテックス・バースティングの火炎伝播速度に及ぼす渦の伸長と合体の効果と燃焼制御可能性2019

    • Author(s)
      甲谷英,高山貴史,篠田昌久,山下博史
    • Organizer
      第57回燃焼シンポジウム
    • Related Report
      2019 Research-status Report
  • [Presentation] ボルテックス・バースティングにおける火炎伝播速度の近似理論式の検討2019

    • Author(s)
      藤野未紗樹,篠田昌久,山下博史
    • Organizer
      第57回燃焼シンポジウム
    • Related Report
      2019 Research-status Report
  • [Presentation] ボルテックス・バースティングの火炎伝播速度に及ぼす渦の伸長と合体の影響2018

    • Author(s)
      高山貴史,佐藤智仁,篠田昌久,山下博史
    • Organizer
      第56回燃焼シンポジウム講演論文集
    • Related Report
      2018 Research-status Report
  • [Presentation] ボルテックス・バースティングの火炎伝播速度に及ぼす渦核直径の影響2017

    • Author(s)
      高山貴史,佐藤智仁,篠田昌久,山下博史
    • Organizer
      日本機械学会東北支部第53期秋季講演会講演論文集
    • Related Report
      2017 Research-status Report
  • [Presentation] ボルテックス・バースティングの火炎伝播速度に及ぼす渦核直径の影響2017

    • Author(s)
      高山貴史,佐藤智仁,篠田昌久,山下博史
    • Organizer
      第55回燃焼シンポジウム講演論文集
    • Related Report
      2017 Research-status Report
  • [Presentation] ボルテックス・バースティングにおける渦の誘起速度と火炎の膨張速度の評価2017

    • Author(s)
      増子雄太,篠田昌久,山下博史
    • Organizer
      第55回燃焼シンポジウム講演論文集
    • Related Report
      2017 Research-status Report

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Published: 2017-04-28   Modified: 2022-01-27  

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