スケレタル素反応モデルによる乱流拡散火炎の消炎および再着火機構の解明

1997 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 09650234
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• Research Institution: Nagoya University
• Principal Investigator: 山下 博史 名古屋大学, 大学院・工学研究科, 助教授 (40111835)
• Keywords: スケレタル素反応 / 乱流 / 拡散火炎 / 消炎 / 再着火 / 数値計算

Research Abstract

乱流拡散火炎は実用的に最も多く用いられている火炎であり,その基本的構造を解明することは極めて重要である.数値計算においては,高次精度の風上差分法と,膨大な詳細素反応機構の重要な骨組みを取り出して構成されたスケレタル素反応モデル(Skeletal Chemistry)を採用した.一方,実験においては,高速現象に対する撮影および画像処理上の分解能の問題をこれまでに蓄積した計測技術で対応した.このような手法に基づき,メタン・空気系の乱流拡散火炎の消炎および再着火機構を解明し,特に,消炎・再着火の発生条件を定量的に評価し,各素反応過程の役割を明確にした.
1.まず,Skeletal Chemistryを用いて,実験結果および詳細な素反応機構による計算結果の蓄積がなされている層流対向流拡散火炎の計算を行い,消炎の発生条件を求め,従来の結果と対応させてその妥当性を検討し,本研究で用いたSkeletal Chemistryは十分な妥当性を有することを明らかにした.
2.次に,Skeletal ChemistryによるTriple Flameの火炎構造に与える燃料の種類と濃度の影響に関する計算を行い,二次元流れ場に対する本計算手法の妥当性を検証した.さらに,二次元乱流噴流拡散火炎の計算を行い,レイノルズ数をパラメータとして,誘起される乱れの強度を変化させ,火炎の消炎および再着火の様子を調べた.また,各素反応過程の役割について検討した.
上記1.および2.の数値計算に対応する予備的な実験を行った.

Research Products

• [Publications] 松村敦: "対向流拡散火炎による消炎過程の解明" 第35回燃焼シンポジウム講演論文集. 317-319 (1997)
• [Publications] 提谷進也: "Triple Flameの火炎構造に与える燃料の種類と濃度の影響に関する研究" 第35回燃焼シンポジウム講演論文集. 329-331 (1997)
• [Publications] 山下博史: "乱流噴流拡散火炎におけるNOxの生成に関する数値解析" 日本機械学会東海支部第47期総会講演会講演論文集. No.983-1. 215-216 (1998)