2002 Fiscal Year Annual Research Report
高速度時系列噴霧画像処理と非定常数値解析の併用による噴霧燃焼モデルの構築
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14750138
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| Research Institution | Osaka University |
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Principal Investigator |
赤松 史光 大阪大学, 大学院・工学研究科, 講師 (10231812)
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| Keywords | 噴霧燃焼 / 数値シミュレーション / 燃焼モデル / 非定常現象 / 時系列データ / 高速度画像 / ラジカル自発光 / 位相ドップラー流速計 |
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| Research Abstract |
本研究では,実験的研究と解析的研究の両者が相互に密接に連携しあい,相互啓発とフィードバックを繰り返しながら,実際の物理現象に基づいた噴霧燃焼モデルを構築することを目的としている.そこで,噴霧特性量の時間変化を高速度時系列画像を用いて計測するとともに,実験と同一条件下で非定常数値シミュレーションを行い実験では得られない気相温度や化学種濃度等を見積もるとともに,実現象に基づいた噴霧モデルを構築するために,本年度は以下の内容を実行した.
1)火炎中の燃料噴霧を平面レーザミー散乱光法により可視化し,その高速度時系列画像の撮影を行った.
2)得られた画像に粒子画像相関法(PIV法)を適用し,粒径別の速度場ならびに数密度等の噴霧特性の変化に関する時系列情報を得るための計測技術とデータ解析手法を確立した.
3)上記手法の誤差評価を行った.
4)実験と同一条件の下で,可能な限り用いるモデルを噴霧に関するモデルに限定した数値シミュレーションを行った.具体的には,気相の状態はエネルギと化学種保存式とともにNavier-Stokes方程式を解くことでオイラー的に求め,油滴については従来の油滴パーセルの概念を用いることなく火炎中の全ての油滴を個々にラグランジュ的に追跡する非定常数値計算コードの開発を行った.相間干渉モデルとしてはPSI-Cellモデルを非定常計算用に変更して使用し,蒸発に関するモデルとしては飽和温度以下での油滴の蒸発を考慮するためにフィルム理論を用いた.
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[Publications] S.Tsushima, H.Saitoh, M.Fuchihata, F.Akamatsu, M.Katsuki: "Measurement of Instantaneous 2-D Velocity Field and Local Chemiluminescence in a Premixed-Spray Flame by PIV and MICRO System"Laser Techniques for Fluid Mechanics. Vol.1. 497-509 (2002)
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[Publications] F.Akamatsu, M.Nakamura, M.Katsuki: "Combustion Mechanisms of Spray Flat Flames Stabilized in a Laminar Counterflow"Abstracts of Work-In-Progress Posters, the 29th Int.Symp.on Combustion.Combustion Institute. Vol.1. 393 (2002)
