2017 Fiscal Year Research-status Report
乱流燃焼場におけるレイノルズ応力の計測とそのデータベース化
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16K06136
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| Research Institution | Tokyo Metropolitan College of Industrial Technology |
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Principal Investigator |
古川 純一 東京都立産業技術高等専門学校, ものづくり工学科, 名誉教授 (70173523)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
齋藤 博史 東京都立産業技術高等専門学校, ものづくり工学科, 助教 (40401450)
橋本 英樹 神戸市立工業高等専門学校, その他部局等, 准教授 (80383488)
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| Project Period (FY) |
2016-04-01 – 2020-03-31
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| Keywords | 燃焼 / 予混合燃焼 / 乱流燃焼 / レイノルズ応力 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
これまでの研究では，乱流火炎帯で記録されるガス流速のバーナ半径方向成分には低速のモードと高速のモードから成るbi-modalな確率分布が観察されること，低速のモードは未燃焼混合気の速度変動から成り，高速のモードは燃焼ガスの速度変動から成ることなどを明らかにした．これは，記録された速度信号を未燃焼混合気の速度信号と燃焼ガスの速度信号に分離することができることを示しており，レーザー流速計により同時計測（coincidence sampling）を行えば，乱流火炎帯におけるレイノルズ応力の計測が可能である．
そこで本研究では，3波長・6ビームのレーザー流速計を使用して，乱流燃焼場におけるレイノルズ応力を計測することを試みた．
その結果，
1）燃焼ガスの平均流速は未燃焼混合気の平均流速より大きく，未燃焼混合気の平均流速;は非燃焼時の平均流速より大きい．一方，非燃焼時の乱れ強さは燃焼ガスの乱れ強さより大きく，燃焼ガスの乱れ強さは未燃焼混合気の乱れ強さより大きいこと，
2）燃焼時は，乱流火炎帯で，火炎面前後の熱膨張に起因する流れの加速により，ガス流速のバーナ半径方向および軸方向成分が増加するために，速度勾配が小さくなり，レイノルズ応力が非燃焼時に比べて小さくなること，
などの新しい事実を明らかにした．
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
乱流火炎帯における速度変動の3方向成分の同時計測を行い，バーナ変形方向成分から，未燃焼混合気の流速と燃焼ガスの流速に分離を行い，火炎面の前後でレイノルズ応力が変化する様子を明らかにした．更に，非燃焼時のレイノルズ応力と比較することにより，非燃焼時と燃焼時では乱流火炎帯における速度分布が大きく異なること，更に，燃焼時にはレイノルズ応力が減少すると言う新たな事実を明らかにした．
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| Strategy for Future Research Activity |
現段階では，レーザー流速計で記録される速度信号を未燃焼混合気の流速と燃焼ガスの流速に分離するには至っていないが，今年度実施予定のカセグレン光学計との同時計測により，レーザー流速計で記録される速度信号を未燃焼混合気の流速と燃焼ガスの流速に分離し，更に計測精度を向上し，乱流予混合燃焼場においてレイノルズ応力が変化する様子を明らかにしていく．
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| Causes of Carryover |
国際航空運賃（2名分）が当初予算より若干安かったため，差額が発生した．来年度，学会参加旅費として支出する予定である．
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Research Products
(2 results)
