2019 Fiscal Year Research-status Report
Development and Evaluation of High-Pressure Shock Tube with Heationg Duration of 100 ms and Its Application to Cold Flame Observation
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18K03990
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| Research Institution | Sophia University |
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Principal Investigator |
高橋 和夫 上智大学, 理工学部, 教授 (10241019)
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2018-04-01 – 2021-03-31
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| Keywords | 高圧衝撃波管 / 低温酸化 / 冷炎 / ノッキング / 反応モデル / 着火遅れ |
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| Outline of Annual Research Achievements |
化学衝撃波管は衝撃波圧縮を利用した反応容器であり，試料気体をナノ秒オーダーの立ち上がりで空間的に均一に昇圧・昇温が可能であることから，これまで高温化学反応研究や着火研究に広く用いられてきた。しかし，この装置の欠点は衝撃波加熱された試料気体が高温のまま維持される時間（高温持続時間）が，通常1～1.5ミリ秒と極めて短いことにある。本研究では，現在工学分野で用途の高まっている高圧衝撃波管の高温持続時間を延ばすための装置開発を行う。開発した装置を用いて，自動車エンジンのノック現象解明の鍵を握ると考えられている冷炎を観測し，未だ理解が十分でない低温酸化の全貌を明らかにする。この実証研究を通して，これまで理想的な反応場が存在しない，650～1000 Kにおける中間温度域の化学反応追跡法として確立することを目指す。
研究２年度である本年度は次の研究を行った。前年度に達成した11マイクロ秒という高温持続時間をさらに延長するため，衝撃波管装置の改造を行った。具体的には，次の目標として高温持続時間を25マイクロ秒に延長することを目指し，これまで4.3 mであった高圧部の長さ9.6 mに拡張するための装置設計および製作を行った。これらの高圧部を直管で組み立ててしまうと，衝撃波管全体の長さが13.9 mとなり，実験室の間口を上回ってしまう。そこで，２本の特注耐圧エルボ管を接合して高圧部を折り返すことにより，省スペースを実現した。これにより，スペース的に高圧部の再延長が可能となり， 100ミリ秒の高温持続時間という最終目標達成に向けて多く前進した。
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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
『研究実績の概要』でも示したように，前年度に達成した11マイクロ秒という高温持続時間を25マイクロ秒に延長するための装置の増設が完了した。高圧部を折り返し構造にすることにより，スペース的に高圧部の再延長が可能となり，最終年度の数値目標である100ミリ秒の高温持続時間を達成するための足場造りが完成した。
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| Strategy for Future Research Activity |
今後も研究計画調書に記載した研究計画に従って研究を推進していくことにより，本研究の最終目的を達成できると考えている。
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| Causes of Carryover |
理 由：最終年度への繰越金が331,155円となっているが，これは600,000円の前倒し請求をした結果であり，単年度支出額は当初の予算配分を大幅に上回っている。支出増額の理由は，実験装置の増設によるものである。
使用計画：今年度の未使用分については，国際学会で最終成果発表を行うための海外旅費として研究最終年度に使用する。
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