2012 Fiscal Year Research-status Report
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24760173
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Grant-in-Aid for Young Scientists (B)
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| Research Institution | Osaka Prefecture University |
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Principal Investigator |
片岡 秀文 大阪府立大学, 工学(系)研究科(研究院), 助教 (10548241)
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| Project Period (FY) |
2012-04-01 – 2015-03-31
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| Keywords | デトネーション / バイオ燃料 / 混合燃料 / 内燃機関 |
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| Research Abstract |
バイオマス由来の燃料は再生可能エネルギの一つとして期待されている．本研究では，理論熱効率が高く次世代の内燃機関として期待されるパルスデトネーションエンジン（Pulse Detonation Engin, PDE）への応用が容易であると考えられるエチレンを主成分とするバイオマス由来の燃料を模擬した混合燃料において，燃料組成がデトネーション特性に与える影響を明らかにし，最適設計の指針を示すことを目的としている．本年度は，イオンプローブによるデトネーション伝播速度の計測とすす膜計測が可能である直径50 mm，長さ4909 mmのデトネーション管を構築し，エチレン/メタン/酸素/アルゴン混合気のデトネーション特性を取得した．燃料中のエチレンの体積割合は0 ～ 1まで変化させた．初期圧力，初期温度，当量比および混合気中のアルゴンの体積割合は，それぞれ30 kPa，293 K，1，75 %で固定した．その結果，デトネーションの伝播速度はCJ速度とほぼ一致することがわかった．また，デトネーションのセル幅は燃料中のエチレンの体積割合が増加するにつれて小さくなる傾向であり，その変化は直線的ではなかった．さらなる詳細なデトネーション特性の取得には圧力測定が必要となったため，圧力測定部の検討を行った．さらに，前述の実験と同条件で，反応モデルにKonnovのモデルRelease 0.4を用いた1次元ZNDデトネーションの波面構造の計算を行った．計算の結果，反応誘導距離の変化割合はセルサイズに比べ小さいことがわかった．
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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
本年度の実施計画の内容は，デトネーション管を作成すること，混合燃料のデトネーション特性を取得すること，1次元ZNDデトネーションの数値計算を行うことであった．これに対してデトネーション管を構築することができていること，エチレン/メタン/酸素/アルゴン混合気のデトネーション特性を取得することができたこと，反応モデルにKonnovのモデルRelease 0.4を用いた1次元ZNDデトネーションの波面構造の計算結果が得られていることから，おおむね順調に進展していると考えられる．
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| Strategy for Future Research Activity |
平成24年度の実験結果から，さらなる詳細な解析には圧力履歴の取得が必要不可欠であることがわかった．そのため同年度中に圧力測定部の検討を行った．平成25年度は圧力計測および光学計測が可能な試験部を新たに設け，これまでよりパラメータを増やし，実験を行っていく予定である．また，平成25年7月に開催される第24回ICDERSにおいて研究発表するとともに情報収集を行う予定である．数値計算の信頼性を向上できるように反応モデル等について精査し，その後数値計算を行う予定である．
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| Expenditure Plans for the Next FY Research Funding |
新たな試験部の作成費用，光学計測装置費用，燃料等の消耗品費，研究成果発表，情報収集および研究協力者との打合せのための旅費等に使用する予定です．
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