2011 Fiscal Year Annual Research Report
高次精度適合格子法による爆熱爆轟遷移現象の数値解析
| Project/Area Number |
21560188
|
|---|
| Research Institution | Seikei University |
|---|
Principal Investigator |
小川 隆申 成蹊大学, 理工学部, 教授 (50338571)
|
|---|
| Keywords | 流体 / 流体工学 / 数値流体工学 / 衝撃波 / 反応流 |
|---|
| Research Abstract |
任意壁面形状を扱えるように機能拡張したソルバーを用い,円柱群内を火炎が円筒状に広がる場合の爆燃爆轟遷移解析を行った.その結果明らかになった火炎面加速の様子や爆轟遷移について学会発表を行った(第16回計算工学講演会,23rd ICDERS).
関連して,任意壁面形状を扱うため手法を用いて非圧縮性流体解析を行った結果についても学会発表を行った(第16回計算工学講演会).
円筒状に火炎伝播する場合の爆燃爆轟遷移については,伝播する方向によって障害物から受ける影響が異なる.そこで,初期に平面である火炎を円柱群内を伝播する爆燃爆轟遷移解析を行った.これを効率的に実現するためにはスパン方向に周期壌界条件を用いる必要があるが,AMR用ライブラリには標準で実装されていないため,ライブラリの内部を大幅に修正して周期境界条件の実装を行った.
解析結果から,円柱の径や間隔は同一でありながら,火炎が伝播する方向が異なるだけで火炎表面積の増加に大きく影響すること,その結果,火炎伝播速度にも違いが生じることが明らかになった.また,特定の角度では爆轟が発生せずに高速爆燃状態となるのに対し,他の角度では爆轟が発生することがわかった.この成果については学会発表(第25回数値流体力学シンポジウム)および論文投稿を行った(Computers and Fluids).
また,これまで用いてきた簡易総括一段反応燃焼モデルの検証を行うため,様々な強さの衝撃波背後における層流火炎速度と反応遅延時間をそれぞれ実験結果および詳細反応モデルと比較を行った.その結果,若干のずれはあるものの,簡易モデルは実際の燃焼特性を概ね再現できることが明らかになった.本件は昨年度投稿し査読中であった論文に追記し,掲載された(J. of Loss Prevention).
|
