2014 Fiscal Year Annual Research Report
次世代乱流燃焼モデル開発のための燃焼室形状と熱化学条件を考慮した乱流火炎のＤＮＳ
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24560235
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| Research Institution | Okayama University |
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Principal Investigator |
坪井 和也 岡山大学, 自然科学研究科, 助教 (10402398)
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| Project Period (FY) |
2012-04-01 – 2015-03-31
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| Keywords | 表面科学 / 壁面境界条件 / 熱化学 / 熱損失 / 乱流燃焼 / DNS |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究は、輸送・発電用燃焼器内で主として発生している乱流燃焼をより正確に計算でき、モデル定数の修正や調整、付加項が必要であった従来の乱流燃焼モデルに代わり、燃焼器の開発や設計ツールとして利用可能な新たな乱流燃焼モデルを開発する為に、従来考慮されなかった燃焼室形状と壁面近傍に於ける様々な熱的条件及び化学的条件を可能な限り考慮した乱流燃焼場の直接数値計算（DNS）を実行して高精度のデータベースを構築し、その解析を行って、輸送・発電用燃焼器内の壁面近傍での乱流燃焼場の基礎的特性を解明する事を目的とする。
化学反応機構としては、気相反応には、水素―空気詳細反応機構を、壁面及びその近傍については、表面反応、吸着、脱離等、壁面及びその近傍での燃焼に重要な化学プロセスを考慮した水素―酸素表面反応機構等を用いた。
今年度は、壁面境界条件を、熱損失を考慮しない断熱境界条件、熱損失を考慮した等温境界条件とした場合に、壁面境界上での吸着種について比較、検討した。その結果、燃焼において重要な役割を果たす酸素原子が壁面境界上に吸着した濃度について、断熱境界条件と等温境界条件では、乱流火炎よりも下流に於いて異なっている事が明らかとなった。
本研究期間全体では、壁面近傍に於ける様々な熱的条件及び化学的条件を可能な限り考慮した乱流燃焼場に於ける、壁面近傍での乱流火炎の経時的な振舞いや、壁面に於ける熱的条件が乱流火炎に及ぼす影響、更に、壁面上での吸着種の詳細について、一定程度明らかにする事が出来た。
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