2020 Fiscal Year Research-status Report
革新的ガスタービン実現に向けた燃料液膜流の微粒化機構解明
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19K23489
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| Research Institution | Japan Agency for Marine-Earth Science and Technology |
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Principal Investigator |
大島 逸平 国立研究開発法人海洋研究開発機構, 付加価値情報創生部門(数理科学・先端技術研究開発センター), ポストドクトラル研究員 (40851845)
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| Project Period (FY) |
2019-08-30 – 2022-03-31
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| Keywords | ガスタービン / 液膜微粒化 / 可視化計測 / 横波長 / モデル化 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
気流による液膜微粒化過程における横振動特性は、最終的な噴霧特性に強く影響を及ぼす。この液膜の横振動過程において、液膜に働く加速運動に誘起されたレイリー・テイラーの不安定性により、液膜界面に周期的な不安定波長(横波長)が形成すると考えられているが、この横振動機構が本当にレイリー・テイラーの不安定性によるものであるのか未解明である。レイリー・テイラーの不安定性が横波長形成に重要であるならば、液膜に働く複数ある加速運動のうちどの加速運動が横波長形成に強い影響を及ぼしているのかを把握することは横波長を予測するモデルを構築するうえで重要である。
本年度は、横波長形成に液相の粘性が横波長形成にどのような影響を与えるかを実験結果をもとに調べた。水温を変化させることで液相の粘性係数を変化させても横波長はほぼ変わらず、液相の粘性が横波長に及ぼす影響が非常に小さいことを実験的に明らかにした。よって、液相粘性を横波長を予測するモデルに組み込む必要がないことを確認した。
また、数値解析コードの改良を行った。表面張力の影響を適切に考慮するために、Level-set関数を導入した。検証計算を行い、曲率ベクトルを適切に評価できていることを確認した。本解析コードを用いて液膜に働く加速運動が横波長形成に及ぼす影響を詳細に調べていく。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
3: Progress in research has been slightly delayed.
Reason
今年度のうちに数値実験を進め、液膜に働く加速運動が横波長形成に及ぼす影響を調べる予定であった。数値解析コードの改良にあたり、検証計算を重ねた結果十分な精度が出ていないことを確認したため、十分な精度が出るように改良した。結果、開発に時間がかかってしまったため数値実験を十分に行えておらず、進捗状況としてはやや遅れている。
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| Strategy for Future Research Activity |
数値解析コードの高速化を行いながら、加速運動が横波長形成に及ぼす影響を数値実験をもとに調べていく。
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| Causes of Carryover |
緊急事態宣言にはじまり実験を行うための出張などを行うことができなかった。また、そのため実験用物品の購入も行えなかった。次年度もコロナ禍の状況は変わらないことが予想されるため、自身の研究室でも簡単な実験が行えるように、高速度カメラの購入を行う予定である。
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