2013 Fiscal Year Annual Research Report
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23241051
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| Research Institution | The University of Tokyo |
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Principal Investigator |
土橋 律 東京大学, 工学(系)研究科(研究院), 教授 (30237177)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
越 光男 横浜国立大学, 環境情報研究科(研究院), その他 (20133085)
桑名 一徳 山形大学, 理工学研究科, 准教授 (30447429)
茂木 俊夫 東京大学, 工学(系)研究科(研究院), 准教授 (50392668)
寺島 洋史 (石原 洋史) 東京大学, 工学(系)研究科(研究院), 准教授 (20415235)
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| Project Period (FY) |
2011-04-01 – 2015-03-31
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| Keywords | 安全工学 / 燃焼爆発 / 大規模詳細反応機構 / 数値流体計算 / 爆発限界 / 火炎不安定性 |
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| Research Abstract |
①爆発の発生限界(爆発限界)の予測手法の確立
昨年度までに開発したN2H4/NTO混合気体の自己着火性を記述できる詳細化学反応機構に基いて，層流燃焼速度および着火遅れ時間の温度，圧力依存性に関するシミュレーションを実施した．得られた結果を用いて，N2H4/NTO混合気体の爆発限界予測を行った．
②爆発被害の影響度評価手法の確立
(a)火炎の不安定性解析: 爆発シミュレーションの精度を向上するために，不安定性による火炎の加速を再現できる総括反応モデルを構築した．具体的な手法としては，まず，火炎伸長が存在する場での一次元的な火炎構造を詳細反応モデルを用いた数値シミュレーションにより求め，燃焼速度の火炎伸長に対する応答性を調べた．そして，この応答性を再現できるように総括反応モデルの速度パラメータを決定した．本研究で提案する総括反応モデルを用いれば，火炎の不安定性による伝播速度の上昇を精度よく再現でき，ガス爆発事故の被害予測の精度向上につながると期待される．
(b)爆発実験: 昨年度取得したデータの再現性の確認および実験データの精度向上を目的として，3m立法(27m3)のガス爆発実験を実施した．得られた火炎伝ぱに関するデータを下に流体学的不安定性の影響について調べた．火炎伝ぱの加速指数はPeclet 数が大きくなるに従って増加し，ある限界値に至る．つまり，火炎の不安定性による火炎伝ぱの加速現象は大スケールでは自己相似的に発達することが明らかになった．
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
①爆発の発生限界（爆発限界）の予測手法の確立
昨年度までに開発した詳細化学反応機構を用いて，層流燃焼速度および着火遅れ時間の温度，圧力依存性に関するシミュレーションを実施した．得られた結果を用いて，N2H4/NTO混合気体の爆発限界予測を行うことができるようになり，当初設定した目的を達成することができた．
②爆発被害の影響度評価手法の確立
本研究で提案する総括反応モデルを用いて，火炎の不安定性による伝播速度の上昇を精度よく再現できるようになった．また，実験により、大スケールの爆発になると火炎伝ぱ不安定性は自己相似的に発達することを確認することができた．
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| Strategy for Future Research Activity |
①爆発の発生限界（爆発限界）の予測手法の確立
当初の目的を達成したため，今年度で終了とする．
②爆発被害の影響度評価手法の確立
実験データを用いてモデルの精度向上を図るとともに、本研究で提案する総括反応モデルを用いた爆発影響度評価手法の確立する。
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Research Products
(10 results)
