1993 Fiscal Year Annual Research Report
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05650220
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| Research Institution | Maizuru National College of Technology |
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Principal Investigator |
野田 進 舞鶴工業高等専門学校, 助教授 (60124054)
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| Keywords | 噴流 / 拡散火炎 / 燃焼 / 混合層 / 渦 / 数値解析 / 可視化 / 画像解析 |
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| Research Abstract |
1.ノズル上に噴流拡散火炎を形成すると、火炎内部に渦が形成される。拡散火炎では燃焼が燃料と酸化剤との混合に支配されるため、混合過程に渦が存在すると、燃焼と渦との相互作用がきわめて重要となる。そこで現有のマッハツェンダ干渉計による高速度ビデオ撮影を行い、その画像データをもとに、科学研究費補助金で購入した二次元移動計測ソフトウェアで時間的な火炎温度変化を算出し、渦挙動との関連を調べた。その結果、火炎中心に存在する渦の温度場への影響は火炎基部に限られることが明らかとなった。また渦による火炎乱れへの影響を調べるために、シュリーレン法による高速度ビデオ撮影を行い、画像解析を行った。特に渦および火炎乱れの複雑度および複雑度の減衰率を求め、渦による火炎乱れの抑制について検討した。その結果、火炎中心に存在する渦は火炎の乱流遷移を抑制し、火炎乱れを減少させる効果が存在することを確認した。
2.ノズル上に形成される噴流拡散火炎の構造が二次元構造をもつことから、二次元反応性混合層の数値解析を行った。二次元流路の片側から燃料、もう片側から酸化剤を流し、仕切り板後方に形成される混合層の中で、点火源から燃焼反応が進行する燃焼場を数値解析で実現した。その結果、混合層に存在する渦の発達が火炎によって、抑制されることが明らかになった。また燃料と酸化剤の速度差の増加は渦のスケールを増大し、混合の促進に寄与するが、これに伴い渦による熱輸送も増大し、火炎には冷却効果となり、保炎力が低下することが明らかとなった。また拡散火炎がせん断力を受けると、火炎は伸張し、第2ダムケラー数は低下し、保炎力が低下することが明らかとなった。
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[Publications] 野田 進、谷川博哉: "噴流拡散火炎の中心部に形成された渦列による火炎乱れの抑制" 第6回熱工学シンポジウム講演論文集. 1. 147-148 (1993)
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[Publications] 野田 進: "二次元混合層内での火炎の発達に関する数値解析" 第11回西日本乱流シンポジウム講演論文集. 1. 1-4 (1993)
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[Publications] 野田 進、橋本和樹 中島健: "二次元混合層内に形成された拡散火炎の発達に関する数値解析" 第31回燃焼シンポジウム前刷集. 1. 455-457 (1993)
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[Publications] S.Noda,T.Nakajima K.Hashimoto: "A Numerical Study of Flame Growth in Two‐Dimensional Mixing Layer" AIAA Paper. NO.94‐0783. 1-9 (1994)
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[Publications] 野田 進、中島 健: "二次元混合層に形成された拡散火炎の挙動に及ぼす重力の影響" 日本機械学会第71期通常総会講演会講演論文集. 1. 1-3 (1994)
