デトネーション振動モードの発生・遷移・消滅メカニズムの解明

2003 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 15560190
• Research Institution: Keio University
• Principal Investigator: 松尾 亜紀子 慶應義塾大学, 理工学部, 助教授 (70276418)
• Keywords: デトネーション / 再着火 / 数値解析

Research Abstract

平成15年度は,一次元デトネーションの再着火現象の特性を詳細に観察することで,デトネーションの振動に関する検討を行った.
一次元デトネーションの解析において再着火現象に関する議論はすべて一段階反応モデルを用いた解析であり,詳細反応モデルを用いた解析は報告されていない.そこで,再着火現象の詳細を解明することを目的とし,詳細反応モデルを用いて一次元水素-空気デトネーションの数値解析を行った.まず,当量比をパラメータとし,詳細反応モデルを用いた解析においてもFailed Regimeが観察されることを確認した.Failed Regimeとは衝撃波面と反応面が離れ崩壊状態になることを指している.そして,過去の研究で用いたZND解析を適用し,再着火現象の詳細について考察した.以下に得られた結論を示す.
・詳細反応モデルを用いた数値解析においても,一段階反応モデルを用いた数値解析同様,衝撃波と反応面が離脱するFailed Regimeが観察された.
・一段階反応モデルを用いた過去の研究で使用したZNDモデルを利用した解析を,詳細反応モデルにも適用し再着火時間を求めた.低圧・低温領域において再着火時間の急激な増加が観察された.このことは第二燃焼限界を超えたことによる,活性化エネルギーの急激な増加に関係することがわかった.
・ZND解析を適用することにより,非定常数値解析結果とほぼ同じ再着火時間が得られた.すなわち,ZND解析を用いて再着火時間を予測することが可能であることが示された.