2002 Fiscal Year Annual Research Report
高密度光による火炎の制御と光スペクトル計測による光と火炎の干渉機構の解明
| Project/Area Number |
14205032
|
|---|
| Research Institution | Osaka University |
|---|
Principal Investigator |
香月 正司 大阪大学, 大学院・工学研究科, 教授 (20029292)
|
|---|
| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
池田 裕二 神戸大学, 機器分析センター, 助教授 (10212789)
芝原 正彦 大阪大学, 大学院・工学研究科, 助手 (40294045)
赤松 史光 大阪大学, 大学院・工学研究科, 講師 (10231812)
足立 正之 堀場製作所, エンジン計測開発部, 部長
山田 直樹 日本学術振興会, (神戸大学・大学院・自然科学研究科), 特別研究員
|
|---|
| Keywords | 高密度光 / 火炎制御 / 高分解能計測 / 時系列計測 / 火炎帯構造 / 発光スペクトル / レーザ着火 / 消炎 |
|---|
| Research Abstract |
本研究では,燃焼反応領域をできるかぎり微細に計測可能な測定装置を開発し,その燃焼反応領域の微細構造を明らかにすることを試みる.その際に,微小領域からの発光や散乱光を,上記測定装置を用いて集光して高速度時系列で分光計測することにより,燃焼反応領域やより一般的な化学反応領域中の微小領域での化学反応状態を明らかにする.また,開発した集光光学系を逆に用いてレーザ光を導くことにより,局所的な高エネルギ領域(熱スポット)を形成し,この熱スポットを利用して,通常では熱損失によって消炎するほどの微小な火炎においても燃焼反応が持続する状態を作り出す,また,さらにエネルギー密度を上げて着火の制御を行う.また逆に,高出力パルスレーザを集光して局所的に衝撃波を発生させて消炎の制御を行う.最終的には,高エネルギ密度の熱スポットを用いて燃焼反応を制御する方法を確立し,その際の光と火炎の干渉メカニズムを詳細に解明することを目的とする.
上記の目的のため,本年度は以下の内容を行った.
1)非常に微細な予混合火炎を形成できるバーナの設計・製作を行った.
2)燃焼反応領域からの発光スペクトルを計測可能な測定装置を開発するとともに,その測定装置を用いて,上記の微細火炎中の燃焼反応領域の微細構造を詳細に観測した.
3)YAGパルスレーザにより,予混合気の着火と消炎が可能なことを確認した.
4)局所的な高エネルギ密度の熱スポットを形成可能な光学系の設計・製作を行った.
5)界面での熱損失や微視的挙動を予測するために,微小な領域や界面での反応性熱流体との干渉を分子動力学的に解析予測した.
|
