研究課題
基盤研究(C)
液体微粒化初期過程においては、液柱が存在し、あるいは液滴数密度がきわめて高いことから、非接触測定が必要であり、また個々の液滴を識別するにはできるだけ小さい測定体積が望まれる。研究代表者はレーザー2焦点流速計の光学的SN比が高く、かつ測定体積を縮小できることに着目した。すなわち、分裂過程にある液滴の挙動を、半導体レーザを光源としマイクロスケールの測定体積を有するレーザー2焦点流速計を用いて測定した。測定対象として微粒化の促進が図られる一方、分裂過程の計測がほとんど行われていないディーゼル燃料噴霧を選択した。分裂過程においては、分裂を支配する因子の一つである液滴速度、および分裂の結果である液滴サイズを同時計測することが必要と考え、従来のレーザー2焦点法で採用されている飛行時間から液滴速度を求める手法を採用するとともに、散乱時間から液滴サイズを求める手法を開発した。本方法は、これまで全く情報が得られなかった高数密度噴霧内部における液滴の速度とサイズの計測が可能であるという点で、液滴分裂過程の把握にはきわめて有効であると考えられる。1.まず、新しく開発したレーザー2焦点流速計の測定原理および構成について検討し、測定精度を明らかにした。2.次に、噴孔近傍すなわち微粒化初期過程、および噴霧中心部における液滴分裂過程の測定結果について考察した。3.さらに、測定結果を基に液滴分裂モデルの一つを取り上げ数値シミュレーションによる検証を行った。本研究では液柱の測定について取り扱わなかった。開発したレーザー2焦点流速計は原理的に液滴間隔が2焦点間隔より長い場合に測定可能であるためである。しかし、無効データが得られる場合には液柱の存在が示唆される。液柱の測定については今後の課題である。またデータサンプリングレートが低いため測定体積を通過する液滴をランダムに抽出し測定していることについても今後の課題である。
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すべて 雑誌論文 (21件)
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