1998 Fiscal Year Annual Research Report
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09450093
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| Research Institution | Osaka University |
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Principal Investigator |
高城 敏美 大阪大学, 大学院・工学研究科, 教授 (40029096)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
木下 進一 大阪大学, 大学院・工学研究科, 助手 (70263209)
小宮山 正治 大阪大学, 大学院・工学研究科, 講師 (40178372)
岡本 達幸 大阪大学, 大学院・工学研究科, 助教授 (40127204)
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| Keywords | 乱流拡散火炎 / 消炎 / 再着火 / 火炎曲率 / 選択拡散 / 数値解析 / Laser-Rayleigh散乱法 |
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| Research Abstract |
実用の燃焼で乱流拡散火炎は層流火炎片の集合と考えられており,その層流火片は乱流の速度変動により歪を受け,火炎の伸張を伴う.また,実際の乱流拡散火炎内の現象は非定常的現象であり,火炎の非定常挙動としての消炎に続く再着火の現象や火炎の曲率や選択拡散の影響について明確にすることは,層流火炎および乱流火炎の微視的構造や火炎関連事象を理解し,また,乱流火炎の合理的なモデリングやシミュレーションのために不可欠である.
そこで本研究では,平面火炎に細いノズルから空気を空気側から非定常的に衝突させて火炎に局所歪を与えた場合の,火炎の局所消炎に続く再着火現象や局所消炎とは逆に火炎温度が上昇する現象などを,時間を追って二次元火炎温度計測を行い,また,同様の火炎を対象として,素反応に基づく反応動力学と多分拡散を考慮した数値解析を行い,以下の知見が得られた.
(1) 空気の局所噴流の速度が大きくない場合,火炎は局所噴流が衝突しても消炎せず,局所噴流中心部が衝突する領域でも温度は高く保たれ,時間とともにその温度は高くなる.
(2) 空気の局所噴流の速度が大きい場合,局所噴流衝突部において一度は局所消炎に至る.しかし時間の経過につれて平面火炎領域から局所消炎部へ火炎が伝ぱしていき,再着火が起こる.その後先端部での温度がもとの平面火炎の最高温度に比べて約300K程度高くなる.
(3) 同様条件の数値解析によって,上記のような火炎の温度上昇や,局所消炎後の再着火現象が,火炎の曲率と関連した選択拡散の影響,またその影響による局所消炎後の可燃未燃予混合気の形成に起因していることが示された.
(4) 伸張・圧縮を伴う火炎の構造を明確にした.
(5) 周期変動を伴う火炎の構造を明確にした.
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[Publications] 高城敏美: "局所歪を伴う拡散火炎に関する研究(第1報 温度特性と消炎現象の観測)" 日本機械学会論文集(B2編). 64巻621号. 1517-1523 (1998)
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[Publications] 吉田憲司: "局所歪を伴う拡散火炎に関する研究(第2報 火炎構造と消炎現象の解析)" 日本機械学会論文集(B2編). 64巻623号. 2348-2356 (1998)
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[Publications] 吉田憲司: "局所歪を伴う拡散火炎に関する研究(第3報 非定常歪を伴う火炎の局所消炎と再着火現象)" 日本機械学会論文集(B2編). 64巻626号. 3471-3478 (1998)
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[Publications] Kenji Yoshida: "Transient Local Extinction and Reignition Behavior of Diffusion Flames Affected by Flame Curvature and Preferential Diffusion" The 27th Symposium (International) on Combustion. (掲載予定). (1999)
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[Publications] Kenji Yoshida: "Unsteady Behavior of Locally Strained Diffusion Flames Affected by Curvature and Preferential Diffusion" The 5th ASME/JSME Thermal Engineering Joint Conference. (発表予定). (1999)
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[Publications] Kenji Yoshida: "Structure and Characteristics of Negative Strained Diffusion Flames" The 2nd Asia-Pacific Conference on Combustion(ASPACC99). (発表予定). (1999)
