フーリエ級数型熱発生速度モデルの開発と燃焼数値計算の革新的高速化

2014 Fiscal Year Research-status Report

• Project/Area Number: 25630061
• Research Institution: Tohoku University
• Principal Investigator: 中村 寿 東北大学, 流体科学研究所, 助教 (40444020)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 丸田 薫 東北大学, 流体科学研究所, 教授 (50260451)
• Project Period (FY): 2013-04-01 – 2016-03-31
• Keywords: 燃焼 / 簡略化反応 / 冷炎

Outline of Annual Research Achievements

アレニウス型反応速度は燃焼化学反応の素課程を記述する極めて重要なモデルであるが，スティフ性（硬直性）が極めて強く，燃焼数値計算の計算時間を実質的に律速している．さまざまな緩和法や簡略化法が提案されているが，いずれもアレニウス型反応速度式を元にしており，計算時間短縮の根本的な解決には至っていない．
本研究では，独自の温度分布制御マイクロフローリアクタにより得られる三段酸化反応を指標とし，燃焼化学反応の最も基本的なモデルであるアレニウス型反応速度式に代わる，新たなモデル化を行う．これにより，化学反応項のスティフ性を格段に低下させ，解くべき方程式の数が激減し，燃焼場の数値計算の革新的高速化（少なくとも数千倍）が可能となる．以て，燃焼化学の反応モデルに関する新しい学理構築を目的とする．
第二年度は，初年度に構築したオンラインサンプリングによるガスクロマトグラフにより，微弱火炎における化学種分布計測を実現した．これにより，反応機構の定量的な評価が可能となった．最も実験結果を再現する詳細反応機構を選択し，これを元に新モデルの構築を開始した．

Current Status of Research Progress

3: Progress in research has been slightly delayed.

Reason

検証用実験データ取得用の計測系の構築に時間を要したため

Strategy for Future Research Activity

これまでに得られた実験及び計算結果を基に，新たな反応モデルの構築を進める．

Causes of Carryover

ガス分析計のサンプリング部分の改良に時間を要したため

Expenditure Plan for Carryover Budget

今年度でガス分析の課題は解決したため，実験のための消耗品及び得られた結果を基に研究発表を実施するために使用する