微小動下での着火および火災伝ぱのモデル化と数値シミュレーション

1995 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 07650255
• Research Category: Grant-in-Aid for General Scientific Research (C)
• Research Institution: Kyoto University
• Principal Investigator: 中部 主敬 京都大学, 工学研究科, 助教授 (80164268)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 稲岡 恭二 京都大学, 工学研究科, 助手 (60243052) ; 鈴木 健二郎 京都大学, 工学研究科, 教授 (00026064)
• Keywords: 微小重力 / 着火 / 火炎伝ぱ / 数値シミュレーション / 反応速度式

Research Abstract

本研究は今後盛んになる宇宙開発に伴う事故発生,特に火災の未然防止のために,重力のほとんど無い(自然対流効果が現われない)宇宙空間での火炎発生あるいは火炎伝ぱ挙動を数値計算で予測することを目的としている.本年度の実績は以下のとおりである.1.すでに開発済みの横風を受ける固体表面を加熱する(非燃焼)場合の流れ場および温度場の計算コードに,固相熱分解反応による表面から気相側への燃料の吹き出しおよび気相燃焼反応による熱発生の効果を表すための非線形項を導入するとともに,燃焼により生成・消費される燃料・酸素についての質量分率の支配方程式を追加して,固体表面加熱→固相熱分解反応→気相着火→火炎伝ぱへの履歴をシミュレートできるコードを開発した.2.固体(紙)の熱分解反応の反応速度式に関しては,常温から数百度の範囲内で反応がほとんど起こらないように,他の実験結果や理論研究との整合性を持たせる修正・改善策を施した.3.静止雰囲気中での気相着火後,火炎が燃え広がるかどうかはその周囲の酸素濃度に強く依存していることが明らかになった.今後,横風(例えば宇宙船内のベンチレーションによる流れ)の着火および火炎伝ぱに及ぼす影響を検討するために,3次元コードの構築を目指すが,それには計算時間短縮を図らねばならず,現状コードの計算収束性ならびにベクトル化率の向上を図る必要がある.

Research Products

• [Publications] Kazuyoshi Nakabe: "Ignition and Transition to Flame Spread over a Thermally Thin Cellulosic Sheet in a Microgravity Environment" Combustion and Flame. 98. 361-374 (1994)
• [Publications] Kazuyoshi Nakabe: "Group Combustion Behavior of Liquid Fuel Sprays under the Influence of Coherent Large Eddies" Proc. ASME1JSME Thermal Engng. (Eds. J. S. Fletcher & T. Aiham). 3. 149-156 (1995)