2014 Fiscal Year Research-status Report
レーザー光を用いた燃料噴霧着火の物理的特性の解明と着火手法確立へのアプローチ
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25820062
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| Research Institution | Yamaguchi University |
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Principal Investigator |
瀬尾 健彦 山口大学, 理工学研究科, 准教授 (00432526)
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| Project Period (FY) |
2013-04-01 – 2016-03-31
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| Keywords | 熱機関 / レーザー着火 / 噴霧 / 液滴 / プラズマ |
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| Outline of Annual Research Achievements |
燃料噴霧中でのレーザー着火実験から燃料噴霧中でのレーザー着火手法の確立に向けた知見を得ることを目的として本研究を遂行した．
平成25年度では，超音波ネブライザーを用いて生成したエタノール予混合噴霧に対しレーザー着火試験を行い，噴霧特性やレーザー光の集光特性と着火特性を定量的に評価した．その結果，噴霧中の液滴の存在がプラズマの生成や着火に必要となるレーザー光エネルギーを減少させうることが分かった．また，多点でのプラズマの生成も確認でき，多点点火の可能性も示唆された．しかし，プラズマは生成されるが着火に至らないケースも散見され，確実な着火には噴霧中における火炎核の形成を理解することが必要である．
平成26年度では，噴霧液滴，プラズマ，火炎核を同時に高速度ビデオカメラで撮影し，得られた視覚的な情報を元に噴霧中における火炎核の形成に関する検討を行った．その結果，着火の成功時では，レーザー光路周辺に存在する燃料液滴群は失敗時と比べ粗大な液滴を多く含み，かつ液滴数密度も高くなっていることが分かった．そのために，液滴がレーザー光のエネルギーを吸収し着火しうるプラズマを生成する確率が高い状態にあると言える．しかしながら，噴霧液滴数密度が高すぎる場合には着火確率は下がり，これは未燃液滴への熱損失と蒸発した際の局所当量比の増大などの影響により火炎核の成長が阻害されたためであると考えられる．燃料噴霧に直接レーザー光を照射し着火を行う際には，最適な燃料噴霧の設計を行うことが重要であると考える．
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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
噴霧液滴，プラズマ，火炎核についての高速度撮影は行ったが，所有する実験機材での時間分解能の不足により，火炎核の生成メカニズムや火炎核の成長の詳細について調査することができなかった．
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| Strategy for Future Research Activity |
より時間分解能の高い噴霧液滴，プラズマ，火炎核についての撮影を行い，またアセトンLIFなどの光学計測を組み合わせることによって，火炎核の生成メカニズムや火炎核の成長の詳細について調査する．
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| Causes of Carryover |
本研究費にて得られた成果を26年8月に米国で行われる国際燃焼シンポジウムでの発表を予定していたが，大学の業務によりシンポジウム開催期間中に渡航することができず参加できなかったため．
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| Expenditure Plan for Carryover Budget |
本研究費にて得られた成果を次年度に行われる学会で発表する予定であり，その渡航費として使用する．
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Research Products
(1 results)
