2017 Fiscal Year Annual Research Report
Two-color PLIF Measurement of Instantaneous Molar Fraction in A Supersonic Combustor
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15H04199
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| Research Institution | Okayama University |
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Principal Investigator |
河内 俊憲 岡山大学, 自然科学研究科, 准教授 (40415922)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
柳瀬 眞一郎 岡山大学, 自然科学研究科, 教授 (20135958)
永田 靖典 岡山大学, 自然科学研究科, 助教 (20635594)
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| Project Period (FY) |
2015-04-01 – 2018-03-31
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| Keywords | 先端レーザー計測 / 超音速混合・燃焼 / 推進工学 / 圧縮性流体力学 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究では，二種類の蛍光トレーサをそれぞれ空気流と燃料噴流に添加し，同時にレーザで励起して各トレーサからの蛍光発光を測定することで，圧縮性混合場において「瞬時」モル分率を計測できるアセトンとトルエンを用いた新しい計測法（二色蛍光比法）の開発を目指している．
本年度は，トルエンとアセトントレーサを用いた二色PLIF計測システムの改良を行い，計測システムのSN比の改善を行なった．具体的には，アセトンによるトルエン蛍光の消光を用いてトルエンPLIFのレーザー飽和強度の増加を行った．この改良したシステムをマッハ2の気流中に垂直に音速噴射される噴流の瞬時モル分率の計測に適用した．また昨年度，同じくSN比の悪かった単色蛍光比法による噴流の平均モル分率の計測も再度行い，精度の向上を図った．精度を向上した単色蛍光比法の結果と，改良した二色PLIF計測により得られた平均モル分率を定量的に比較したところ，大きな差異が確認された．この原因を調べたところ，トルエン蛍光のアセトンによる失活の温度依存性が原因であることが分かった．流れ場の静温が適切に推算，あるいは正確に計測出来れば，両者は一致する．本研究で考案したシステムでは，流れ場の温度を正確に推定することはできないため，これに関しては今後の研究の課題である．
またこれら実験と並行して，LES計算の高次精度化を行い，超音速せん断層の計算を行った．高次精度化における壁面の取扱の影響で，残念ながら実験の対応計算にあたる超音速横風中の噴流計算は行えなかった．しかしながら，非燃焼の超音速せん断層の計算をもとに，燃焼に有利な条件が噴射燃料種によって異なり得ることを明らかに出来た．
論文に関しては現在執筆中である．
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| Research Progress Status |
29年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Strategy for Future Research Activity |
29年度が最終年度であるため、記入しない。
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