| 研究課題/領域番号 |
16H04601
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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 |
船舶海洋工学
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| 研究機関 | 岡山大学 |
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研究代表者 |
冨田 栄二 岡山大学, 自然科学研究科, 教授 (80155556)
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| 研究分担者 |
河原 伸幸 岡山大学, 自然科学研究科, 研究教授 (30314652)
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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 |
17,550千円 (直接経費: 13,500千円、間接経費: 4,050千円)
2018年度: 1,820千円 (直接経費: 1,400千円、間接経費: 420千円)
2017年度: 1,950千円 (直接経費: 1,500千円、間接経費: 450千円)
2016年度: 13,780千円 (直接経費: 10,600千円、間接経費: 3,180千円)
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| キーワード | 熱機関 / 燃焼 / 自着火 / 光計測 / 火炎伝ぱ / 3次元CFDシミュレーション / 内燃機関 / ガス機関 / 可視化 / 分光計測 / 化学反応 / 船舶海洋工学 / CFDシミュレーション / 火炎伝播 / 熱工学 / ノック |
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| 研究成果の概要 |
1回だけ燃焼可能な圧縮膨張装置を用いて，少量の軽油着火によりCH4-空気混合気を燃焼させ，エンドガス部において，圧力振動のない自着火燃焼をさせることが可能となった．高速度カメラで得られた画像より，自着火燃焼部の広がり速度を求めた結果，ノックの場合と比較して緩やかであった．3次元CFDシミュレーションも始めている．C14H28簡略化素反応スキーム由来の反応群から対象反応を絞って，遺伝的アルゴリズムによる最適化を行い，着火遅れがほぼ同じで，CH4-airの層流燃焼速度が希薄条件において実験値に近い値を再現する結果が得られた．この反応で熱発生率を計算すると，以前よりも実験値に近い結果が得られた．
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
エンドガス部で自着火するものの，ノックに至らないエンジン燃焼（PREMIER燃焼）は，過去の研究より高効率であることが分かっている．エンドガス部で自着火するのに，なぜ圧力波が生じないのかを明らかにすることが課題である．このメカニズムが解明できれば，ノックの抑制手法の発見につながる可能性もある．本研究ではエンドガス部の可視化により，自着火の様子や自着火燃焼部の拡がり速度を調査し，PREMEIR燃焼とノックの差を明らかにした．軽油着火式ガス機関は希薄燃焼式で高圧縮比であるので，もともと熱効率は高いがさらに高くなり，省資源および二酸化炭素低減にも寄与する．
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