| 研究課題/領域番号 |
07555678
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| 研究種目 |
基盤研究(A)
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| 配分区分 | 補助金 |
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| 応募区分 | 展開研究 |
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| 研究分野 |
航空宇宙工学
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| 研究機関 | 東北大学 |
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研究代表者 |
新岡 嵩 東北大学, 流体科学研究所, 教授 (90208108)
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| 研究分担者 |
足立 茂 日本セラミックス(株), 課長
丸田 薫 東北大学, 流体科学研究所, 助手 (50260451)
じゅ 詒光 (じゅ 詰光) 東北大学, 工学研究科, 講師 (60261468)
小林 秀昭 東北大学, 流体科学研究所, 助教授 (30170343)
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| 研究期間 (年度) |
1995 – 1997
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| 研究課題ステータス |
完了 (1997年度)
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| 配分額 *注記 |
3,300千円 (直接経費: 3,300千円)
1997年度: 1,200千円 (直接経費: 1,200千円)
1996年度: 2,100千円 (直接経費: 2,100千円)
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| キーワード | 超音速燃焼 / 水素燃焼 / プリバーナ / 数値解析 / 過濃燃焼 / 活性化学種 / ストラット / スクラムジェット / セラミックス / 保炎 |
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| 研究概要 |
超音速から極超音速までの広い飛行速度で作動するスクラムジェットの研究開発が進んでいるが、エンジン内の超音速燃焼の制御は解決しなければならない大きな課題の一つとなっている。研究では、予燃焼室を持ったストラットを提唱し、その二段燃焼による保炎メカニズムの解明を数値解析的に行うと共に、実験的にもその有効性を示したものである。最初に、予燃焼室における水素燃料の燃焼性ついて平衡計算を行っており、当量比による燃焼温度や活性種濃度の変化などを求めた。次に、後向きステップ背後のおける超音速乱流年商の数値解析を行った。二つの強い反応領域を持つ特徴的構造、予燃焼室から供給される活性種の保炎への影響、火炎の吹き飛びメカニズムなど明らかにした。続いて、二次元三角柱状の予燃焼室付きストラット後流の燃焼数値解析を行った。予燃焼室の燃焼条件が二次燃焼に与える影響を詳細に求めると共に、ストラットから噴射される高温水素の自着火範囲、水素流量による火炎構造の変化、火炎の吹き飛びのメカニズムなどを明らかにした。特に、ストラット後流のせん断層における混合効率に着目し、局所的反応素過程との関係を示した。更に、超音速燃焼実験と数値解析結果を比較検討した。実際の予燃焼室では、化学平衡に達していないことが定量的に完全な一致を困難にしているが、二つの強い反応領域を持つ構造や、超音速空気流の全温による保炎範囲の変化など、実験と計算は定性的に一致することを明らかにした。
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