2012 Fiscal Year Research-status Report
非平衡プラズマによる高圧可燃予混合気の着火機構に関する研究
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24560249
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Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
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| Research Institution | National Institute of Advanced Industrial Science and Technology |
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Principal Investigator |
高橋 栄一 独立行政法人産業技術総合研究所, 新燃料自動車技術研究センター, 研究チーム長 (90357369)
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| Project Period (FY) |
2012-04-01 – 2015-03-31
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| Keywords | プラズマ支援燃焼 / 非平衡プラズマ / ストリーマ放電 |
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| Research Abstract |
本研究は非平衡プラズマによる高温高圧状態にある予混合気の着火特性について明らかにすることを目的としている。初年度は当初計画通り、急速圧縮膨張装置（RCEM)を用いて、ストリーマ放電を形成するための電極、および観測するための窓を設計、製作した。そして、同装置を用いて空気を圧縮した状態でストリーマ放電の形成実験を実施した。一定電圧でストリーマ放電を形成した場合には圧縮による数密度の増大は換算電界強度E/Nの低下をもたらすため、閾値電圧は高くなることが予想されるが、それに加えて断熱圧縮による温度上昇はむしろ閾値の低下をもたらしている可能性を示唆する実験結果を得た。それら詳細は今後の実験による検証を必要とする。また、今後の着火を想定した場合には、複数パルスを予混合気に加える必要があると予想されるが、その様な複数放電パルスを加えた場合のストリーマ放電の形成挙動についても詳細に調べた。その結果、前放電により形成された電荷の空間分布が次のストリーマ放電の形状に強い影響を与え、その時定数がおおよそ再結合時間や電子付着時間によって説明できることが分かった。このことは、今後の着火実験に対して非常に重要な知見となる。また研究計画にある化学動力学シミュレーションソフトであるChemkin用のプラズマ反応データベースに関してもAGATEコードから新たに素反応に関する1000に近いデータを追加し、構築することができた。
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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
電極の構造や観測窓の配置方法などの試行錯誤の結果、研究計画に記載した実験やデータベースの構築に関して、おおむね順調に進めることができた。
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| Strategy for Future Research Activity |
高温高圧状態におけるストリーマ形成に関する実験的研究について、これまでに報告されていない重要な実験であり、これらを詳細に進め論文にまとめる。引き続き、可燃性予混合気に対してストリーマ放電を加えた場合の挙動について調べる。
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| Expenditure Plans for the Next FY Research Funding |
高温高圧状態におけるストリーマ形成実験のために、圧力変動の影響を受けにくいますフローコントローラーの導入を図る。また、湿度の影響が大きいこともわかっているため、ボンベに充てんされた空気を購入し再現性の高い実験を遂行する。さまざまな予混合気の実験を行うために、気体燃料だけではなく液体燃料を導入できるための配管、ヒーター等の設備を構築する。さらに論文投稿のための英文校閲などの使用も予定している。
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