| 研究課題/領域番号 |
17H01247
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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 | 一般 |
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| 研究分野 |
熱工学
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| 研究機関 | 東京工業大学 |
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研究代表者 |
店橋 護 東京工業大学, 工学院, 教授 (40242276)
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| 研究分担者 |
志村 祐康 東京工業大学, 工学院, 准教授 (30581673)
源 勇気 東京工業大学, 工学院, 助教 (70769687)
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| 研究期間 (年度) |
2017-04-01 – 2021-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2020年度)
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| 配分額 *注記 |
44,200千円 (直接経費: 34,000千円、間接経費: 10,200千円)
2019年度: 9,230千円 (直接経費: 7,100千円、間接経費: 2,130千円)
2018年度: 10,010千円 (直接経費: 7,700千円、間接経費: 2,310千円)
2017年度: 18,850千円 (直接経費: 14,500千円、間接経費: 4,350千円)
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| キーワード | 乱流燃焼 / 火炎壁面干渉 / 表面反応モデル / 直接数値計算 / レーザ計測 / レーザー計測 |
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| 研究成果の概要 |
本研究では，直接数値計算と呼ばれる高精度な数値シミュレーション法と最先端のレーザ計測技術を用いて，自動車エンジンや発電用ガスタービン燃焼器の熱効率向上に重要となる火炎と壁面の干渉機構を解明した．壁面表面での中間生成物の反応機構と壁面熱流束の関係を明らかにし，壁面近傍で火炎が消炎する直前には層流状態での燃焼速度を示すことを明らかにした．燃料の組成により火炎と壁面の干渉機構は異なり，乱流による歪み速度と壁面冷却によるラジカル生成反応の抑制が相乗的に影響を及ぼすことで消炎が起こることを明らかにした．また，火炎と壁面の干渉機構を考慮に入れたSGS燃焼モデルの構築も行い，その予測精度を検証した．
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
本研究では，我が国の一次エネルギー供給の大半を占める燃焼現象を対象とし，なかでも燃焼器のエネルギー効率の向上に重要となる火炎と壁面の干渉機構の解明とモデル化に焦点を当てた．本研究により，壁面近傍での火炎特性や熱損失特性が明らかにされるとともに，熱損失を予測可能なモデルも構築された．それらは今後高効率・低環境負荷燃焼器の開発に応用され，地球・都市環境問題の解決に貢献することが期待される．
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