乱流中の噴霧液滴群形成と着火・燃え広がり発現メカニズムの解明

• Project/Area Number: 23K22686
• Project/Area Number (Other): 22H01415 (2022-2023)
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
• Allocation Type: Multi-year Fund (2024); Single-year Grants (2022-2023)
• Section: 一般
• Review Section: Basic Section 19020:Thermal engineering-related
• Research Institution: Kyushu University
• Principal Investigator: 渡邊 裕章 九州大学, 総合理工学研究院, 教授 (60371598)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 北川 敏明 九州大学, 工学研究院, 教授 (40214788)
• Project Period (FY): 2022-04-01 – 2025-03-31
• Project Status: Granted (Fiscal Year 2024)
• Budget Amount: ¥17,160,000 (Direct Cost: ¥13,200,000、Indirect Cost: ¥3,960,000); Fiscal Year 2024: ¥3,380,000 (Direct Cost: ¥2,600,000、Indirect Cost: ¥780,000); Fiscal Year 2023: ¥3,380,000 (Direct Cost: ¥2,600,000、Indirect Cost: ¥780,000); Fiscal Year 2022: ¥10,400,000 (Direct Cost: ¥8,000,000、Indirect Cost: ¥2,400,000)
• Keywords: 噴霧燃焼 / 着火・燃え広がり / 一様等方性乱流 / 光学計測 / 数値解析 / 乱流 / 実験

Outline of Research at the Start

ガスタービンにおける液体燃料の安定燃焼は，安全性や効率の向上，有害物質の生成抑制等の観点から極めて重要な課題である．安定燃焼に不可欠な噴霧の燃え広がりと群燃焼の発現は，従来は数個の液滴列の燃え広がり実験等により議論されてきたが，実際の噴霧燃焼は乱流中で進行する．そこで本研究では，実験と数値解析を併用し，乱流中の液滴群の着火・燃え広がりと群燃焼の発現メカニズムについて明らかにすることを目的とする．具体的には，乱流渦スケールや乱れ強さを系統的に制御された一様等方性乱流場の噴霧火炎を対象に，液滴数密度や乱流特性が液滴クラスター間の着火・燃え広がり現象に及ぼす影響を実験と数値解析を併用し詳細に調べる．