2021 Fiscal Year Annual Research Report
Study of direct ignition method for fuel spray using laser-induced breakdown plasma
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17K06197
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| Research Institution | Yamaguchi University |
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Principal Investigator |
瀬尾 健彦 山口大学, 大学院創成科学研究科, 准教授 (00432526)
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| Project Period (FY) |
2017-04-01 – 2022-03-31
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| Keywords | 着火 / 噴霧燃焼 / レーザー |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究は，燃料噴霧流に対しレーザー着火を適用し，その着火メカニズムを明らかにする目的で行っている．前年度においてはプラズマの生成から火炎核の成長までを調査した．その結果，着火成功時には内部に火炎核中心から外側へ向かう膨張による流れが存在していることがわかった．また失敗時には火炎核を貫通するような流れが見られた．これは気体でレーザー着火を行った際に見られるサードローブのようなものであり，着火失敗時はこの流れによって初期の火炎核から熱が奪われ失火することが示唆された．このことの検証には，火炎核成長と熱損失の影響について検討する必要がある．熱損失の原因は「燃料噴霧液滴」の存在が挙げられる．着火時における噴霧液滴の瞬間的な空間的分布を得ることができれば，損失熱量や蒸発による燃料濃度分布の把握が可能になると考えられる．噴霧の粒径や数密度などを計測するのにはPDAがよく用いられるが，この結果では着火時の噴霧特性が得られているとはいいがたい．そこで本年度では，画像を基に火炎核周りの噴霧液滴の空間分布を把握する方法を確立することを目的とした．対象とした噴霧は，大気圧下にて渦巻噴射弁より噴射されたシリコーンオイルである．短時間露光バックライト法を用いて噴霧画像を拡大撮影し，OpenCV-PythonやImageJを用いて粒度分布の測定を行った．正確性に関しては，先行研究のPDPA による確率密度関数結果と比較することで検証した．その結果，先行研究の結果と同様の傾向を示す結果が得られた．まだ人為的なパラメーターの設定部分は存在するが，おおむね解析手法は確立できたと考える．今後はこの解析手法を火炎核近傍に適用し，着火時の噴霧特性を把握するだけでなく，数値シミュレーションを併用することで，着火現象における液滴の役割を理解することを目指す．
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Research Products
(1 results)
