2010 Fiscal Year Annual Research Report
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22710158
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| Research Institution | Yamagata University |
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Principal Investigator |
桑名 一徳 山形大学, 大学院・理工学研究科, 准教授 (30447429)
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| Keywords | 燃焼 / 予混合火炎 / 爆発被害 / リスク評価 / 安全工学 |
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| Research Abstract |
可燃性物質の漏洩拡散シナリオを検討し、漏洩拡散をシミュレーションするモデルの検討を行った。気体や粉塵が直接漏洩・拡散する場合と、可燃性液体が配管等から漏洩し微粒化・蒸発等の過程を経て可燃性ガスが形成される場合を考慮した。シミュレータの低負荷化のためには、特に可燃性液体の噴出・微粒化をモデル化することが重要であるため、微粒化モデルについて詳細に検討した。可燃性液体の噴出を液滴の噴出として取り扱い、液滴挙動をLagrange的にシミュレーションするモデルを構築した。このモデルでは、液体の表面張力等をパラメータとした微粒化メカニズムが考慮されている。
シミュレータ低負荷化のためには、爆発時の火炎伝ぱにおける、火炎の不安定性による火炎伝ぱ速度の上昇を予測できるモデル構築も不可欠である。本年度は、火炎の不安定性機構を詳細に理解するために理論解析および数値流体力学(CFD)シミュレーションを行った。非線形不安定性解析やCFD計算結果から、流体力学的不安定性の影響下にある火炎がフラクタル性を示すことを確認した。火炎形状のフーリエ解析や火炎伝ぱ速度のスケール依存性などからフラクタル次元を求められることを明らかにした。
可燃性液体の漏洩・蒸発および燃焼実験を行い、蒸発速度および燃焼時の火炎形状の関係について検討した。さらに、可燃性固体中の高速度火炎伝ぱ実験を行い、可燃性固体の分散状況と火炎伝ぱ速度の関係を明らかにした。
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