2000 Fiscal Year Annual Research Report
乱流予混合火炎のマイクロ・スケール構造の解明と制御
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12305015
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| Research Institution | Tokyo Institute of Technology |
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Principal Investigator |
宮内 敏雄 東京工業大学, 大学院・理工学研究科, 教授 (50016664)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
小酒 英範 東京工業大学, 大学院・理工学研究科, 助教授 (50225413)
店橋 護 東京工業大学, 大学院・理工学研究科, 助教授 (40242276)
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| Keywords | 乱流燃焼 / 予混合火炎 / マイクロ・スケール構造 / 直接数値計算 / レーザ計測 |
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| Research Abstract |
近年の地球・都市環境問題を解決するには,高効率・低環境負荷燃焼器を開発する必要がある.地球規模の環境問題である地球温暖化を抑制するには,主要因である二酸化炭素の排出量を削減する必要があり,都市環境を保全するには窒素酸化物等の環境汚染物質の排出量を低減する必要がある.多くの実用燃焼器内の流れは乱流状態にあるが,乱流燃焼機構には未解明な点が数多く残されており,従来乱流燃焼機構自体を制御する試みはほとんど行われていない.そこで本研究では,詳細化学反応機構を考慮に入れた乱流予混合火炎の直接数値計算と粒子画像流速計及び平面レーザ誘起蛍光法を組み合わせたレーザ計測を用いて乱流予混合火炎のマイクロ・スケール構造を明らかにし,それらに基づく乱流燃焼制御法を構築することを目的としている.本年度は,詳細化学反応機構を用いた水素・空気及びメタン・空気乱流予混合火炎の直接数値計算による乱流予混合火炎のマイクロ・スケール構造に対する乱流特性量の影響の解明,乱流のコヒーレント微細渦と予混合火炎の干渉機構の解明及び粒子画像流速計による三次元速度計測法の開発に重点をおいて研究を行った.その結果,詳細化学反応機構を用いた水素・空気及びメタン・空気乱流予混合火炎の直接数値計算結果から,乱流予混合火炎の火炎形態と乱流強度及び乱流特性長さの関係を明らかにするともに,乱流のコヒーレント微細渦と火炎の相互作用が局所的な火炎構造を決定する重要な要素であることを明らかにした.また,粒子画像流速計による計測結果と直接数値計算結果を比較することにより,二次元計測法の誤差解析から計測法の高精度化を行うとともに,三次元計測システムの構築を行った.
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[Publications] 店橋護,斎藤敏彦,高橋裕樹,宮内敏雄: "詳細化学反応機構を用いた炭化水素乱流予混合火炎の直接数値計算"第37回日本伝熱シンポジウム講演論文集. I. 229-230 (2000)
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[Publications] 店橋護,斎藤敏彦,高橋裕樹,宮内敏雄: "炭化水素乱流予混合火炎の局所火炎構造"日本機械学会2000年度年次大会講演論文集. I. 705-706 (2000)
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[Publications] M.Tanahashi,T.Saito and T.Miyauchi: "Local Flame Structure in Methane-Air Turbulent Premixed Flames"Proc.4th JSME-KSME Thermal Eng.Conf.. 3. 97-102 (2000)
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[Publications] M.Tanahashi,M.Fujimura and T.Miyauchi: "Coherent Fine Scale Eddies in Turbulent Premixed Flames"Proc.Combust.Inst.,. 28(in press). (2000)
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[Publications] 店橋護,於云林,宮内敏雄: "乱流予混合火炎における乱流特性長さの影響"Thermal Science and Engineering. 9・1. 39-48 (2001)
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[Publications] 店橋護,於云林,宮内敏雄: "高強度乱流予混合火炎の構造"日本機械学会論文集. 67B・654. 536-543 (2001)
