| 研究分担者 |
池田 裕二 (池田 祐二) 神戸大学, 機器分析センター, 助教授 (10212789)
中島 健 神戸大学, 工学部, 教授 (30031090)
赤松 史光 大阪大学, 大学院・工学研究科, 講師 (10231812)
千田 二郎 同志社大学, 工学部, 教授 (30226691)
藤本 元 同志社大学, 工学部, 教授 (90051630)
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| 配分額 *注記 |
39,900千円 (直接経費: 39,900千円)
2000年度: 4,500千円 (直接経費: 4,500千円)
1999年度: 9,400千円 (直接経費: 9,400千円)
1998年度: 26,000千円 (直接経費: 26,000千円)
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| 研究概要 |
噴霧火炎中において,レーザシート光による火炎内の噴霧断層可視化と高空間分解能を有するカセグレン受光学系を用いた火炎中の局所ラジカル自発光を同時に測定し,噴霧領域と燃焼反応領域の位置関係を調べた.また,位相ドップラ計(PDA)とラジカル自発光の同時測定を行い,火炎中の局所の噴霧特性と燃焼反応強度の相互関係を調べた.さらに,噴霧火炎中の流れ場計測と局所からのラジカル自発光計測を同時に行い,噴霧の消失速度および燃焼速度を求めた.その結果,以下の結果を得た.1.噴霧火炎には,噴霧領域と燃焼反応領域が重畳した厚い反応帯が存在する.2.噴霧火炎には予混合的な燃焼反応領域と拡散燃焼反応領域が存在する.3.噴霧の局所特性の空間的・時間的な変動により,火炎伝ぱに最適な局所噴霧特性を有する噴霧領域を選択的に火炎が伝ぱする.
噴霧火炎における噴霧の空間的構造および乱流場と火炎構造の相互作用を把握することを目的として,レーザ計測法による実験的研究を進めてきた.0.1MWのガンタイプバーナを用いて,定常噴霧火炎内の燃料液滴の流速・粒径計測(PDA)の時系列計測を行い,粒径毎の時間平均的な乱流特性とストークス数を算出した.その結果を用いて保炎特性と乱流渦および液滴の蒸発特性による液滴の混合状態を解析した.PIVにより噴霧乱流場の空間分布を把握した.さらに粒径検知型PIVの開発を行い,粒径に依存した特徴的な噴霧の瞬時的な空間構造を示すことに成功した.局所火炎発光の分光計測を行い,空間的なラジカル発光強度分布を求め,油滴濃度分布との相関を明らかにした.自発光強度,油滴粒径・速度の時系列相関から,外部群燃焼から内部群燃焼への遷移を把握した.
非定常・蒸発自由ディーゼル噴霧を対象とし,非蒸発場の研究で得られた自由噴霧の構造ならびにその形成機構に関する従来の知見に基づき,高温・高圧場における非定常・蒸発自由噴霧の構造および混合気形成過程の解析を行なった.最終的に蒸発場でのディーゼル噴霧の混合気形成過程の解析より蒸発噴霧構造をモデル化することを目的とした.実験においてはエキサイプレックス蛍光法を用いて噴霧気・液相の同時分離計測を行ない,噴射圧力および雰囲気密度が自由噴霧構造の形成過程に与える影響について調べた.数値解析においては,KIVA-IIコードにたいし修正TABモデルおよび液滴蒸発モデルを用い,蒸発自由噴霧の液滴分布と燃料蒸気の濃度分布および液滴と周囲気体それぞれの速度分布の計算を行なった.さらに,修正KIVA-IIコードと離散渦法をハイブリッド化し,噴射燃料の気相および周囲気体の流動について解析を行った.
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