1996 Fiscal Year Annual Research Report
乱流拡散火炎のミクロ構造の解明と素反応動力学的解析手法の確立
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07455098
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| Research Institution | Osaka University |
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Principal Investigator |
高城 敏美 大阪大学, 工学部, 教授 (40029096)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
木下 進一 大阪大学, 工学部, 助手 (70263209)
小宮山 正治 大阪大学, 工学部, 講師 (40178372)
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| Keywords | 乱流拡散火炎 / 消炎 / 選択拡散 / 火炎曲率 / 火炎温度 / 数値解析 / Laser-Rayleigh散乱法 |
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| Research Abstract |
本研究の目的は,乱れた拡散火炎のミクロ構造の動的挙動をスカラー量の瞬時空間分布と流速乱れを関連させた実験的観測と非定常火炎の直接計算を援用ことによって定量的にイメージ化し,それに基づいて乱流燃焼のモデル構成することである.特に,局所的に歪を伴う対向流拡散火炎に対し,素反応に基づく反応動力学と多成分拡散考慮した数値計算とLaser-Rayleigh散乱法による二次元瞬時温度分布測定を行い,以下の結論を得た.
(1)燃料側から局所噴流を付与し歪を与えた火炎では,噴流が衝突する部分で温度が低下し,局所消炎に至る場合もある.また酸化剤側から局所噴流を与えた火炎では逆に温度が上昇する.この事は数値計算,実験ともに観察された.
(2)数値計算より,(1)の現象は,火炎曲率と関連した選択拡散の影響によりH_2の希釈または濃縮が生じることが主な原因であることが確かめられた.
(3)火炎に準定常的な歪を与えた場合には,火炎曲率と関連した選択拡散の影響が顕著にあらわれ,これが消炎現象の主要因となるが,非定常的な歪を与えた場合,その非定常性が増加するに従って火炎曲率と関連した選択拡散の影響は小さくなる.
(4)局所火炎最高温度は局所火炎伸張率では一意に決まらず,非定常的に伸張を受けると非常に大きな伸張を受けているにも関わらず高温を維持する瞬間が存在したり,また選択拡散の影響により小さい伸張で容易に消炎に至る場合が存在する.
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[Publications] T.Takagi: "Studies on Strained Nonpremixed Flames Affected by Flame Curvature and Preferential Diffusion" 26th Symposium (International) on Combustion. (印刷中). (1996)
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[Publications] 吉田憲司: "局所歪を伴う火炎の数値解析" 第34回燃焼シンポジウム講演論文集. 17-19 (1996)
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[Publications] 吉田憲司: "歪を伴う火炎の動的挙動に関する数値解析" 第34回燃焼シンポジウム講演論文集. 20-22 (1996)
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[Publications] K.Yoshida: "Numerical Studies on the Structure of Locally Strained Diffusion Flame" The 3rd KSME-JSME Thermal Engineering Conference. 2. 347-350 (1996)
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[Publications] 木下進一: "拡散火炎の数値解析のための多成分拡散の計算法の検討" 日本機械学会論文集(B編). 63・605. 306-310 (1997)
