2010 Fiscal Year Annual Research Report
赤外レーザ吸収法を用いた部分予蒸発液滴間の火炎伝播特性の解明とモデリング
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22760161
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| Research Institution | Japan Aerospace Exploration Agency |
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Principal Investigator |
菊池 政雄 独立行政法人宇宙航空研究開発機構, 宇宙科学研究所, 主任開発員 (80371144)
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| Keywords | 微小重力 / 燃焼 / 液滴 / 噴霧燃焼 / 数値計算 / 火炎 |
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| Research Abstract |
本研究の目的は、液滴周囲の燃料蒸気濃度分布が部分予蒸発液滴間の火炎伝播特性に与える影響の解明と現象のモデル化を行うことである。具体的には、3.39μm赤外レーザ吸収法による液滴周囲の燃料蒸気濃度計測法を落下塔による微小重力実験に適用し、非定常数値解析との連携により、部分予蒸発液滴の燃焼過程において発現するTriple Flameの構造と火炎伝播速度に与える燃料蒸気濃度分布(特に、液滴列中心軸と直交方向の燃料蒸気濃度勾配)の影響を詳細に解明する。
研究初年度となる本年度は、主に微小重力実験用装置の改修を行った。本研究では微小重力実験の手段として、北海道赤平市にあるNPO法人北海道宇宙科学技術創成センターの3秒級落下塔(コスモトーレ)を利用するものであり、コスモトーレ落下カプセルに搭載する実験装置(既存品)の改修設計と改修を進めた。これまでの実験装置は、燃焼容器、液滴列生成装置、液滴移動装置、観察装置(OHラジカル観察系など)、制御装置などで構成される。主な変更点は、赤外レーザ吸収法による燃料蒸気濃度計測を行うための観察系の変更および付随する制御・電気系の変更である。一部の改修は今年度中に完了しなかったため、来年度も引き続き改修を進め、地上での機能試験を経て落下実験を行う予定である。
また、本年度、研究代表者がこれまで使用してきた非定常数値解析コードを用い、部分予蒸発液滴列の火炎伝播過程に関する非定常数値解析も行った。来年度も引き続き解析を行い、落下塔実験条件の最適化、実験結果との比較等を行っていく。
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