2012 Fiscal Year Annual Research Report
レーザ加熱法を用いた火炎面曲率制御によるＦｌａｍｅ Ｄｙｎａｍｉｃｓの研究
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21360090
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| Research Institution | Hokkaido University |
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Principal Investigator |
藤田 修 北海道大学, 工学(系)研究科(研究院), 教授 (10183930)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
伊東 弘行 北海道大学, 工学(系)研究科(研究院), 助教 (30372270)
中村 祐二 北海道大学, 工学(系)研究科(研究院), 准教授 (50303657)
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| Project Period (FY) |
2009-04-01 – 2013-03-31
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| Keywords | 燃焼 / 予混合火炎 / 音響振動 / 不安定現象 / レーザ / 乱流火炎 / 火炎曲率 / ルイス数 |
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| Research Abstract |
予混合火炎の曲率と不安定性の関係について研究を行い、以下の３点について成果が得られた。
(1)管内伝播火炎が乱流状態へ遷移する臨界条件の特定： 前年度の研究より、管内伝播平面火炎に一定強度のレーザ照射を与えると乱流状態への遷移が生じることが明らかになっている。この遷移の臨界条件がどのように決定されるかについて検討を行った。その結果、レーザ照射により変形した火炎が管内音響振動に曝されたとき、変形した火炎構造が受ける体積力により先端の構造が二次的に変形し（一種のTaylor不安定性）、これが乱流状態への遷移の切っ掛けとなることを示した。また、その臨界条件を本研究で新たに定義した無次元数Pulsating Froud Number Gpにより与えることに成功した。
(2)乱流状態へ遷移する臨界条件に及ぼすルイス数(Le)効果： 前項で与えた臨界条件が、混合気のLeにより受ける影響を調べた。この結果、遷移を引き起こす臨界レーザ照射強度や時間はLe<1の場合が明らかに小さくなり、混合気はLe<1の時より不安定であることが示された。しかしながら、上で定義したGpで整理すると、Leによらず臨界値はほぼ同じ値になることが示された。すなわち、LeはGpが臨界値に到達するまでのレーザ照射時間を短くする効果を持つが、乱流状態への遷移はLe効果を含めた最終到達変形条件により決定されることを示している。
(3)平面火炎のセル状火炎の遷移過程の制御： 燃焼速度が特に遅い場合に生じるセル状不安定火炎にレーザを照射し、セル状火炎から平面火炎への遷移や、セル状火炎への復帰の過程を制御できることを示しした。
これらの一連の成果は、ASPACC2013,ICDERS2013などの国際会議や多くの国内会議で発表済みあるいは発表予定である。
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| Current Status of Research Progress |
Reason
24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 |
24年度が最終年度であるため、記入しない。
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Research Products
(9 results)
