詳細反応機構-燃焼LESによるロケットエンジン燃焼振動現象解明と支配噴射因子特定

• Project/Area Number: 25K01413
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Section: 一般
• Review Section: Basic Section 24010:Aerospace engineering-related
• Research Institution: Hokkaido University
• Principal Investigator: 寺島 洋史 (石原洋史) 北海道大学, 工学研究院, 准教授 (20415235)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 河合 宗司 東北大学, 工学研究科, 教授 (40608816)
• Project Period (FY): 2025-04-01 – 2029-03-31
• Project Status: Granted (Fiscal Year 2025)
• Budget Amount: ¥18,460,000 (Direct Cost: ¥14,200,000、Indirect Cost: ¥4,260,000); Fiscal Year 2028: ¥4,420,000 (Direct Cost: ¥3,400,000、Indirect Cost: ¥1,020,000); Fiscal Year 2027: ¥4,680,000 (Direct Cost: ¥3,600,000、Indirect Cost: ¥1,080,000); Fiscal Year 2026: ¥3,770,000 (Direct Cost: ¥2,900,000、Indirect Cost: ¥870,000); Fiscal Year 2025: ¥5,590,000 (Direct Cost: ¥4,300,000、Indirect Cost: ¥1,290,000)
• Keywords: 燃焼振動 / 燃焼LES / ロケットエンジン / 詳細反応機構

Outline of Research at the Start

本研究では，ロケットエンジン開発において問題となる燃焼振動現象を解明し，特に強い圧力振動の発生を支配する噴射因子の特定に取り組む．そのために，高圧乱流燃焼場を高精度に予測する新たなLES解析技術を開発する．解析技術の特徴は，詳細反応機構を含む有限反応モデルが適用可能な乱流火炎モデルと，燃焼反応を考慮した燃焼壁モデルにあり，支配的な物理現象を制約条件として取り入れる独自のアプローチを採用して開発を実施する．この技術により，比較的粗い計算格子でも高精度な高圧乱流燃焼解析が可能となる．燃焼振動現象の解明と支配的な噴射因子の特定を通じて，燃焼振動の予測や制御に新しい指標を提供することを目指す．