| 研究課題/領域番号 |
16H04278
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| 研究種目 |
基盤研究(B)
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| 配分区分 | 補助金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 研究分野 |
熱工学
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| 研究機関 | 京都大学 |
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研究代表者 |
黒瀬 良一 京都大学, 工学研究科, 教授 (70371622)
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| 研究分担者 |
高垣 直尚 兵庫県立大学, 工学研究科, 助教 (00554221)
立花 繁 国立研究開発法人宇宙航空研究開発機構, 航空技術部門, 研究領域リーダ (50358496)
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| 研究期間 (年度) |
2016-04-01 – 2019-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2018年度)
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| 配分額 *注記 |
17,680千円 (直接経費: 13,600千円、間接経費: 4,080千円)
2018年度: 2,990千円 (直接経費: 2,300千円、間接経費: 690千円)
2017年度: 3,250千円 (直接経費: 2,500千円、間接経費: 750千円)
2016年度: 11,440千円 (直接経費: 8,800千円、間接経費: 2,640千円)
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| キーワード | 燃焼振動 / 微粒化 / 実験 / 数値シミュレーション / 燃焼 |
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| 研究成果の概要 |
本研究では、液体燃料を扱う噴霧燃焼を対象に、液体燃料の微粒化・蒸発・燃焼反応・燃焼振動の全過程を考慮可能な数値シミュレーション（LES）コードを開発した。また、本LESをJAXAが所有する矩形ガスタービン燃焼器およびバックステップ流れ燃焼器内の噴霧燃焼場に適用することにより、液体燃料の微粒化と脈動が噴霧燃焼振動特性に及ぼす影響を詳しく調べた。その結果、燃焼振動に伴う酸化剤空気の流速変動により燃焼器に流入する液体燃料の液滴径分布が時間的に変動すること、また、この液滴径分布の時間的変動や燃焼器に流入する液体燃料の流量の時間的変動が燃焼振動の強度に強く影響を及ぼすことを明らかにした。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
燃焼振動に関する研究は国内外に数多く存在するが、気体ではない、液体の燃料を扱う研究は未だに数少なく、液体燃料の微粒化～蒸発～燃焼反応～燃焼振動の一連の過程を数値的に再現し、その上で燃焼振動特性を詳しく調べた研究は世界初である。そのため、本研究の成果は学術的に高く評価され、海外からも注目されており、研究代表者は2019年6月の噴霧燃焼に関する国際ワークショップで招待講演を行う予定である。また、本研究で開発した解析技術は、今後、ベンダーを通して幅広いユーザに利用可能とする予定である。これにより、産業界における燃焼器設計開発の効率化に貢献することが期待できる。
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