| Project/Area Number |
23K03687
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
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| Allocation Type | Multi-year Fund |
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| Section | 一般 |
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| Review Section |
Basic Section 19020:Thermal engineering-related
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| Research Institution | Yamagata University |
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Principal Investigator |
篠田 昌久 山形大学, 大学院理工学研究科, 准教授 (80292241)
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| Project Period (FY) |
2023-04-01 – 2027-03-31
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| Project Status |
Granted (Fiscal Year 2024)
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| Budget Amount *help |
¥4,550,000 (Direct Cost: ¥3,500,000、Indirect Cost: ¥1,050,000)
Fiscal Year 2026: ¥1,170,000 (Direct Cost: ¥900,000、Indirect Cost: ¥270,000)
Fiscal Year 2025: ¥650,000 (Direct Cost: ¥500,000、Indirect Cost: ¥150,000)
Fiscal Year 2024: ¥650,000 (Direct Cost: ¥500,000、Indirect Cost: ¥150,000)
Fiscal Year 2023: ¥2,080,000 (Direct Cost: ¥1,600,000、Indirect Cost: ¥480,000)
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| Keywords | 渦糸ソリトン / 火炎伝播 / 低炭素 / 脱炭素 / メタン / 水素 / 近似理論式 / 数値シミュレーション / アンモニア |
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| Outline of Research at the Start |
研究代表者らのグループがアイデア・仮説を提案し，その検証にも成功した「渦糸ソリトンによる高速火炎伝播機構」という燃焼学分野における独自の成果を，脱炭素に向けた次世代の「水素・アンモニア燃焼場」の燃焼安定性向上などに応用することが目的である．具体的には数値流体力学（CFD）的手法により，渦の直径や循環などの条件が火炎伝播速度に及ぼす影響を調べ，水素・アンモニア燃焼場における逆火や吹き飛びなどの抑制・安定化への応用可能性を検討する．
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究の目的は，研究代表者らによる「渦糸ソリトンによる高速火炎伝播機構」というオリジナルな成果を，次世代の脱炭素燃料である「水素・アンモニア」の燃焼安定化などに応用する可能性を探ることである．当初の計画では，前半2年間は「水素」，後半2年間は「アンモニア」を用いる予定となっており，ほぼその計画通り，1年目に続いて2年目の本年度においても，低炭素燃料の「メタン」や脱炭素燃料の「水素」を主に用いた．また当初の計画では，数値流体力学（CFD）的手法により，渦の制御による火炎伝播の制御，燃焼場の安定化などについて検討する予定であったが，理論的手法と数値流体力学（CFD）的手法の両方を用いる方が有効と考えられたため，1年目に続いて2年目の本年度においても，そのような手法を用いた．まずは1年目までに，渦に沿った火炎伝播速度を見積もるための近似理論式を考え，理論値の見積もり方やシミュレーション値との比較の仕方などを検討してきており，2年目の本年度においては，その近似理論式をさらに修正した．その近似理論式と数値シミュレーションを用いれば，渦の制御による火炎伝播の制御，燃焼場の安定化などの可能性についても検討することができる．
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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
低炭素燃料の「メタン」や脱炭素燃料の「水素」を用いて，渦に沿った火炎伝播速度を見積もるための近似理論式を検討することができており，さらにその近似理論式と数値シミュレーションを用いれば，渦の制御による火炎伝播の制御，燃焼場の安定化などの可能性についても検討することができる．ただし2年目の本年度においては，学会などにおける研究成果発表の機会をもつことができなかったため，旅費が大きく残り，そのような研究成果発表の点においては少し遅れが生じているともいえる．
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| Strategy for Future Research Activity |
当初の計画では，数値流体力学（CFD）的手法により，渦の制御による火炎伝播の制御，燃焼場の安定化などについて検討する予定であったが，理論的手法と数値流体力学（CFD）的手法の両方を用いる方が有効と考えられたため，1年目に続いて2年目の本年度においても，そのような手法を用いた．よって今後の3年目においても変更後の手法を用いて進める予定である．また当初の計画では，前半2年間は「水素」，後半2年間は「アンモニア」を用いる予定となっており，1年目に続いて2年目の本年度においても，低炭素燃料の「メタン」や脱炭素燃料の「水素」を主に用いた．しかしながら，もし3年目において，脱炭素燃料の「アンモニア」を用いようとする際に何か問題が生じた場合には，1年目と2年目に用いてきた低炭素燃料の「メタン」や脱炭素燃料の「水素」での検討をさらに進めることにする．
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