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Development of a soot formation model applicable to the pool combustion under high pressure conditions

Research Project

Project/Area Number 18K11698
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research (C)

Allocation TypeMulti-year Fund
Section一般
Review Section Basic Section 64020:Environmental load reduction and remediation-related
Research InstitutionOita University

Principal Investigator

Hashimoto Jun  大分大学, 理工学部, 准教授 (00342551)

Project Period (FY) 2018-04-01 – 2021-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2020)
Budget Amount *help
¥4,420,000 (Direct Cost: ¥3,400,000、Indirect Cost: ¥1,020,000)
Fiscal Year 2020: ¥780,000 (Direct Cost: ¥600,000、Indirect Cost: ¥180,000)
Fiscal Year 2019: ¥1,690,000 (Direct Cost: ¥1,300,000、Indirect Cost: ¥390,000)
Fiscal Year 2018: ¥1,950,000 (Direct Cost: ¥1,500,000、Indirect Cost: ¥450,000)
Keywordsすす / 粒子状物質 / 多環芳香族炭化水素 / 予混合火炎 / 拡散火炎 / 燃焼 / モデル / 予測モデル / プール燃焼 / すす予測モデル / 液面燃焼
Outline of Final Research Achievements

Due to the harmful influence of fine particles on human heath, the particulate mass and number regulations are included in the European emission standards for passenger cars, indicating that further understanding of soot particle formation under high pressure conditions and construction of a prediction model are required. Previous studies have revealed that liquid fuels cause pool flames in the combustion chamber and the pool combustion is the main source of the fine particle production. In this study, we first constructed a soot formation model that can be applied to the design calculation of a combustor involving the pool combustion. Next, fundamental combustion experiments including the pool combustion phenomenon was conducted, and model validations of soot formation characteristics were performed. Furthermore, model validations were performed on the experimental results conducted under conditions involving the pool combustion by using a direct injection gasoline engine.

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

SDGsの目標7に基づけば,技術・インフラが不十分な国々へ我が国が果たす役割として,従来型の化石燃料を有効利用しつつ,再生可能エネルギー(バイオ燃料等)を活用,クリーンにエネルギーを生み出す方法を学術的に明らかにし,工学的に普及させる手段の確立は重要なミッションである.実用機器から生じる微粒子は健康被害へ直結する.また,熱効率の観点からも生成量を予測して低減させることが好ましい.本研究の成果は,ゼロエミッション社会の早期確立へ大きく貢献できる.また,微粒子生成モデルは燃焼機器の有効利用に留まらず,カーボンブラック生成,新材料生成など多分野に渡って活用できることから,今後の波及効果も期待できる.

Report

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

    (28 results)

All 2021 2020 2019 2018

All Journal Article (4 results) (of which Peer Reviewed: 4 results,  Open Access: 2 results) Presentation (24 results)

  • [Journal Article] Numerical Analysis of Soot Emission from a Direct-injection Spark-ignition Gasoline Engine using a Compact-size Soot-formation Model2021

    • Author(s)
      渡邊 竜之介、橋本 淳、田上 公俊、金 尚明、窪山 達也、森吉 泰生、秋濱 一弘
    • Journal Title

      Transactions of Society of Automotive Engineers of Japan

      Volume: 52 Issue: 2 Pages: 213-219

    • DOI

      10.11351/jsaeronbun.52.213

    • NAID

      130007988083

    • ISSN
      0287-8321, 1883-0811
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  • [Journal Article] A Soot Formation Model for Gasoline Surrogate Fuel applying the Sectional Method to PAH Growth (Second Report)2020

    • Author(s)
      橋本 淳、渡邊 竜之介、田上 公俊、石井 一洋、秋濱 一弘
    • Journal Title

      Transactions of Society of Automotive Engineers of Japan

      Volume: 51 Issue: 6 Pages: 991-998

    • DOI

      10.11351/jsaeronbun.51.991

    • NAID

      130007928900

    • ISSN
      0287-8321, 1883-0811
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  • [Journal Article] Effect of Butanol Addition to iso-Octane/Toluene Blends on Sooting Behavior of the Simulated In-Cylinder Pool Combustion2019

    • Author(s)
      甲斐健太朗,後藤大輝,橋本淳,田上公俊
    • Journal Title

      Transactions of Society of Automotive Engineers of Japan

      Volume: 50 Issue: 5 Pages: 1294-1299

    • DOI

      10.11351/jsaeronbun.50.1294

    • NAID

      130007711578

    • ISSN
      0287-8321, 1883-0811
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      橋本 淳、石井 一洋、秋濱 一弘
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      Transactions of Society of Automotive Engineers of Japan

      Volume: 50 Issue: 6 Pages: 1515-1522

    • DOI

      10.11351/jsaeronbun.50.1515

    • NAID

      130007751079

    • ISSN
      0287-8321, 1883-0811
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Published: 2018-04-23   Modified: 2022-01-27  

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