2013 Fiscal Year Research-status Report
レーザ計測による乱流火炎の構造解析と消炎機構の解明
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23560223
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| Research Institution | Nagoya University |
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Principal Investigator |
山本 和弘 名古屋大学, 工学(系)研究科(研究院), 准教授 (60283488)
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| Keywords | 乱流火炎 / レーザ計測 / 消炎 / 火炎構造 / PLIF / 火炎面積 |
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| Research Abstract |
乱流現象はコンピュータを用いた数値計算の進歩により詳細に調べることができるようになり，数多くの研究成果が報告されている．しかしその複雑性ゆえに非常に微細な時間・空間スケールを考慮しなければならず，計算負荷が非常に大きくなる．したがって，理論と数値計算に加えて実験による研究がやはり重要である．最近では，レーザ計測技術が発展してきていることから，PLIF（Planar Laser Induced Fluorescence，レーザ誘起蛍光法）やPIV（Particle Image Velocimetry，粒子画像流速計）などにより，火炎と流れの同時計測が可能となり，瞬時の乱流火炎構造や流れの詳細な検討ができるようになった．
我々は，旋回噴流燃焼器を用いて乱流予混合火炎の構造や流れ場について検討している．昨年度は，OH-HCHO同時PLIF法により乱流予混合火炎の反応領域を可視化し，OH蛍光強度とHCHO蛍光強度を同時に計測することで，強い乱流場では予熱帯が厚くなること，また，局所消炎はOH蛍光強度の画像をもとに判断できることを報告した．この旋回噴流燃焼器では，燃焼器の底部に旋回流火炎を形成させ，主噴流火炎を保炎するようになっている．これまでに行われた研究によれば，旋回流（渦流れ，回転流）を用いることにより火炎の安定範囲が広がることが明らかとなっている．そこで25年度は，PIV/OH-PLIF同時計測を行い，火炎と流れ場の可視化を試みた．特に，旋回噴流燃焼器に用いられている旋回流火炎の噴出速度を変えることで旋回流（旋回流れ）の影響を変化させ，乱流火炎の流れ場と火炎構造を調べることで，火炎の安定性と局所消炎について検討を行った．
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
3: Progress in research has been slightly delayed.
Reason
最終年度にレーザを用いた計測をすべて完了し，実施した実験データをもとに研究成果をまとめる予定であったが，実験に使用しているレーザの光軸調整と部品の交換が必要となり，海外から部品を取り寄せて装置のメンテナンスを行った．遅れを取り戻すため，２５年度の３月まで実験を行ったが，一部の実験が終了していない．
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| Strategy for Future Research Activity |
昨年度まで，本申請課題を担当していた2名の学生のうち1名が卒業した．そこで26年度に新規配属された学生に協力してもらい，早い段階（２６年６月頃の予定）で実験を完了する．すみやかにデータをまとめて，国内の会議である燃焼シンポジウムで発表し，得られた研究成果を投稿論文にまとめて機械学会論文集などの学術誌に予定する．
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| Expenditure Plans for the Next FY Research Funding |
最終年度である25年度中にレーザを用いた計測をすべて完了し，実施した実験データをもとに研究成果にまとめる予定であったが，実験に使用しているレーザの光軸調整と部品の交換が必要となり，海外から部品を取り寄せて装置の大幅メンテナンスを行った．追加実験の必要性に加えて，成果発表の時期を変更したため，実験費用と研究成果発表に相当する未使用額が生じた．
26年度に新規配属された学生にも協力してもらい，早い段階（２６年６月頃の予定）で実験を完了する．すみやかにデータをまとめて，26年8月に国内の学会および投稿論文にまとめる．そこで研究費の未使用額は，追加実験費用と研究成果発表の費用に充てる．
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