Mathematical modeling and theoretical analysis of combustion on curved surfaces

• Project/Area Number: 25K07120
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Section: 一般
• Review Section: Basic Section 12040:Applied mathematics and statistics-related
• Research Institution: University of Miyazaki
• Principal Investigator: 出原 浩史 宮崎大学, 工学部, 准教授 (50515096)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 物部 治徳 大阪公立大学, 大学院理学研究科, 准教授 (20635809) ; 松岡 常吉 豊橋技術科学大学, 工学(系)研究科(研究院), 准教授 (90633040)
• Project Period (FY): 2025-04-01 – 2028-03-31
• Project Status: Granted (Fiscal Year 2025)
• Budget Amount: ¥4,680,000 (Direct Cost: ¥3,600,000、Indirect Cost: ¥1,080,000); Fiscal Year 2027: ¥1,820,000 (Direct Cost: ¥1,400,000、Indirect Cost: ¥420,000); Fiscal Year 2026: ¥1,430,000 (Direct Cost: ¥1,100,000、Indirect Cost: ¥330,000); Fiscal Year 2025: ¥1,430,000 (Direct Cost: ¥1,100,000、Indirect Cost: ¥330,000)
• Keywords: 燃焼 / 数理モデル / 数値シミュレーション / 進行波解

Outline of Research at the Start

燃焼がどのように拡がるのかという問題は火災安全の観点から強く関心が持たれているが、十分に解明されていない。この問題に対し、曲がった固体試料(アクリル樹脂)を垂直に立て、その上部の表面に着火するとどのように燃焼面が下方に伝播するのかという実験がなされている。曲がった部分の燃焼速度が上がり、V字型燃焼面が生じることが実験により明らかにされたが、その形成理由についてはわかっていない。本研究では、V字型燃焼面がなぜ出現するのかというそのメカニズムを理論的に解明することを目指す。曲がった固体試料表面の燃焼を記述する数理モデルの構築とその理論解析により、V字型燃焼面が形成される機構を探索する。