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微小重力科学による素過程極限理解とエンジン用複雑系混相燃焼への展開

研究課題

研究課題/領域番号 18H01625
研究種目

基盤研究(B)

配分区分補助金
応募区分一般
審査区分 小区分24010:航空宇宙工学関連
研究機関山口大学

研究代表者

三上 真人  山口大学, 大学院創成科学研究科, 教授 (20274178)

研究分担者 瀬尾 健彦  山口大学, 大学院創成科学研究科, 准教授 (00432526)
研究期間 (年度) 2018-04-01 – 2021-03-31
研究課題ステータス 完了 (2020年度)
配分額 *注記
16,640千円 (直接経費: 12,800千円、間接経費: 3,840千円)
2020年度: 2,080千円 (直接経費: 1,600千円、間接経費: 480千円)
2019年度: 5,980千円 (直接経費: 4,600千円、間接経費: 1,380千円)
2018年度: 8,580千円 (直接経費: 6,600千円、間接経費: 1,980千円)
キーワード燃焼 / 液滴群 / 燃え広がり / 微小重力場 / 液滴群燃焼 / 微小重力 / 液体燃料
研究成果の概要

本研究の目的は,我々の研究グループが行った宇宙実験で観察された群燃焼発現限界の現象において重要となる冷炎の液滴間燃え広がりにおける役割を調べることである.そこで,宇宙実験におけるランダム分散液滴群の燃え広がり結果の解析を行い,群燃焼発現限界付近において生じる特異燃焼現象について詳細に調べた.また,それらの現象を模擬した液滴クラスター列実験により,冷炎の発生が示唆された.さらに,液滴群要素を用いた落下実験において,近赤外カメラを用いたTFP法により,燃え広がり限界外条件における液滴まわりの温度計測を行い,冷炎の発生する条件が存在することを示した.

研究成果の学術的意義や社会的意義

学術的には,微小重力場での液滴燃焼から,液滴間燃え広がりを通して,ランダム分散液滴群の燃え広がりへつなげ,最終的に噴霧燃焼へと繋げるという意義がある.特に冷炎を考慮した燃え広がり過程の理解は,複雑な反応モデルの簡略化への貢献を通して,冷炎簡略反応モデルを実装した大規模噴霧燃焼の計算コードの産業界への提供へと繋がる社会的意義がある.

報告書

(4件)
  • 2020 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2019 実績報告書
  • 2018 実績報告書
  • 研究成果

    (52件)

すべて 2021 2020 2019 2018 その他

すべて 国際共同研究 (6件) 雑誌論文 (16件) (うち国際共著 4件、 査読あり 16件、 オープンアクセス 4件) 学会発表 (29件) (うち国際学会 11件、 招待講演 5件) 図書 (1件)

  • [国際共同研究] NASA Glenn Research Center/Case Western Reserve University/University of California, San Diego(米国)

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [国際共同研究] Sebelas Maret University(インドネシア)

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [国際共同研究] NASA Glenn Research Center/Case Western Reserve University/University of California, San Diego(米国)

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [国際共同研究] Sebelas Maret Universitry(インドネシア)

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [国際共同研究] Sebelas Maret Universitry(インドネシア)

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [国際共同研究] NASA Glenn Research Center/Case Western Reserve University/University of California, San Diego(米国)

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [雑誌論文] Space-based microgravity experiments on flame spread over randomly distributed n-decane-droplet clouds: Anomalous behavior in flame spread2021

    • 著者名/発表者名
      Mikami Masato、Matsumoto Kodai、Yoshida Yasuko、Kikuchi Masao、Dietrich Daniel L.
    • 雑誌名

      Proceedings of the Combustion Institute

      巻: 38 号: 2 ページ: 3167-3174

    • DOI

      10.1016/j.proci.2020.07.139

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Study on the appearance of cool flame in flame spread over fuel droplets at high pressure in microgravity2020

    • 著者名/発表者名
      Yuto CHIKAMI, Kodai MATSUMOTO, Takehiko SEO, Masato MIKAMI
    • 雑誌名

      Proceedings of The 21st Annual Conference on Liquid Atomization and Spray Systems - Asia

      巻: -

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Temperature-Field Analysis of Flame Spread over Droplet-Cloud Elements with Interactive Droplets in Microgravity aboard Kibo on ISS2019

    • 著者名/発表者名
      Yasuko YOSHIDA, Takehiko SEO, Masato MIKAMI, Masao KIKUCHI
    • 雑誌名

      International Journal of Microgravity Science and Application

      巻: 36 号: 3 ページ: 360303

    • DOI

      10.15011//jasma.36.360303

    • NAID

      130007685879

    • ISSN
      2188-9783
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Recent Accomplishment of “Group Combustion” Experiments aboard Kibo on ISS2019

    • 著者名/発表者名
      Masato MIKAMI, Yasuko YOSHIDA, Takehiko SEO, Osamu MORIUE, Tetsuya SAKASHITA, Masao KIKUCHI, Yuji KAN
    • 雑誌名

      International Journal of Microgravity Science and Application

      巻: 36 号: 3 ページ: 360301

    • DOI

      10.15011//jasma.36.360301

    • NAID

      130007685902

    • ISSN
      2188-9783
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Droplet-Cloud-Combustion Experiments “Group Combustion” aboard Kibo on the ISS2019

    • 著者名/発表者名
      MIKAMI, Masato
    • 雑誌名

      Proceedings of the 20th Annual Conference on Liquid Atomization and Spray Systems - Asia

      巻: -

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Study on large-scale ignition in flame spread of randomly distributed droplet cloud near group-combustion-excitation limit in microgravity2019

    • 著者名/発表者名
      Matsumoto, K, Yoshida, Y, Mikami, M, Kikuchi, M
    • 雑誌名

      Proceedings of 29th European Conference on Liquid Atomization and Spray Systems

      巻: - ページ: 247373-247373

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Anomalous Behavior in Flame Spread over Randomly Distributed Droplet Clouds in Microgravity aboard Kibo on the ISS2019

    • 著者名/発表者名
      Mikami, M, Yoshida, Y, Kikuchi, M, Dietrich, D.L
    • 雑誌名

      Proceedings of 12th Asia-Pacific Conference on Combustion

      巻: -

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Study on Flame Spread Behavior in Two-dimensional and Three-dimensional Droplet Clouds Considering Flame-spread limit Based on Microgravity Experiments of Flame Spread of Droplet Arrays2019

    • 著者名/発表者名
      Saputro, H, Mikami, M, Seo, T
    • 雑誌名

      Proceedings of 12th Asia-Pacific Conference on Combustion

      巻: -

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Flame-spread limit from interactive burning droplets in microgravity2019

    • 著者名/発表者名
      Yasuko Yoshida, Kentaro Iwai, Kentaro Nagata, Takehiko Seo, Masato Mikami, Osamu Moriue, Tetsuya Sakashita, Masao Kikuchi, Takuma Suzuki, Masaki Nokura
    • 雑誌名

      Proceedings of the Combustion Institute

      巻: 37 号: 3 ページ: 3409-3416

    • DOI

      10.1016/j.proci.2018.07.106

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Analysis of Local Flame-Spread Characteristics of an Unevenly Arranged Droplet Cloud in Microgravity2018

    • 著者名/発表者名
      Yasuko YOSHIDA, Narita SANO, Takehiko SEO, Masato MIKAMI, Osamu MORIUE, Yuji KAN, Masao KIKUCHI
    • 雑誌名

      International Journal of Microgravity Science and Application

      巻: 35 号: 2 ページ: 350203

    • DOI

      10.15011//jasma.35.350203

    • NAID

      130007842582

    • ISSN
      2188-9783
    • 年月日
      2018-04-30
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Generation of a Large-Scale n-Decane-Droplet Cloud Considering Droplet Pre-Vaporization in “Group Combustion” Experiments aboard Kibo/ISS2018

    • 著者名/発表者名
      Masato Mikami, Hiroshi Nomura, Yusuke Suganuma, Masao Kikuchi, Masaki Nokura, Takuma Suzuki
    • 雑誌名

      International Journal of Microgravity Science and Application

      巻: 35 号: 2 ページ: 350202

    • DOI

      10.15011//jasma.35.350202

    • NAID

      130007842581

    • ISSN
      2188-9783
    • 年月日
      2018-04-30
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Flame Spread between Two Droplets of Different Diameter in Microgravity2018

    • 著者名/発表者名
      Masato MIKAMI, Naoya MOTOMATSU, Kentaro NAGATA, Yasuko YOSHIDA, Takehiko SEO
    • 雑誌名

      Combust. Flame

      巻: 193 ページ: 76-82

    • DOI

      10.1016/j.combustflame.2018.03.004

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Flame Spread and Group Combustion Excitation in Randomly Distributed Droplets with Low-volatility Fuel near the Excitation Limit: A Percolation Approach Based on Flame-spread Characteristics in Microgravity2018

    • 著者名/発表者名
      Masato MIKAMI, Herman SAPUTRO, Takehiko SEO, Hiroshi OYAGI
    • 雑誌名

      Microgravity Science and Technology

      巻: 30 号: 4 ページ: 1-15

    • DOI

      10.1007/s12217-018-9603-z

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Space-Based Microgravity Experiments on Flame Spread over Randomly Distributed n-Decane-Droplet Clouds: Overall Flame-Spread Characteristics2018

    • 著者名/発表者名
      Masato Mikami, Yasuko Yoshida, Takehiko Seo, Tetsuya Sakashita, Masao Kikuchi, Takuma Suzuki, Masaki Nokura
    • 雑誌名

      Microgravity Science and Technology

      巻: 30 号: 4 ページ: 535-542

    • DOI

      10.1007/s12217-018-9637-2

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Flame-Spread Characteristics of Droplet-Cloud Element with Two-Droplet Interaction at High Pressure in Microgravity2018

    • 著者名/発表者名
      Kentaro IWAI, Yasuko YOSHIDA, Naoya MOTOMATSU, Takehiko SEO, Masato MIKAMI
    • 雑誌名

      TRANSACTIONS OF THE JAPAN SOCIETY FOR AERONAUTICAL AND SPACE SCIENCES, AEROSPACE TECHNOLOGY JAPAN

      巻: 16 号: 6 ページ: 494-499

    • DOI

      10.2322/tastj.16.494

    • NAID

      130007481363

    • ISSN
      1884-0485
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] A Study of Flame Spread of n-Decane Droplet Arrays with Fuel-vapor Jet at High Pressures in Microgravity2018

    • 著者名/発表者名
      Ryo Uneyama, Kentaro Iwai, Kentaro Nagata, Yasuko Yoshida, Takehiko Seo, Masato Mikami
    • 雑誌名

      Proceedings of The 7th Joint Conference on Renewable Energy and Nanotechnology

      巻: -

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] 液滴干渉を考慮したパーコレーションモデルを用いたランダム分散液滴群の群燃焼発現に関する研究2021

    • 著者名/発表者名
      原侑花, 千頭勇斗, 松本昂大, 瀬尾健彦, 三上真人
    • 学会等名
      日本機械学会中国四国学生会第51回学生員卒業研究発表講演会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] Space-based microgravity experiments on flame spread over randomly distributed n-decane-droplet clouds: Anomalous behavior in flame spread2021

    • 著者名/発表者名
      Mikami, M, Matsumoto, K, Yoshida, Y, Kikuchi, M, Dietrich, D.L.
    • 学会等名
      38th International Symposium on Combustion
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] “Group Combustion” - The First Combustion Experiment aboard Kibo on the ISS -2021

    • 著者名/発表者名
      Masato Mikami
    • 学会等名
      Hypergravity/Microgravity Webinar Series, UNITED NATIONS Office for Outer Space Affairs
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 微小重力場での正デカン液滴間燃え広がりにおける干渉2液滴の二段着火に関する研究2020

    • 著者名/発表者名
      千頭勇斗, 松本昂大, 瀬尾健彦, 三上真人
    • 学会等名
      第58回燃焼シンポジウム
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] 微小重力場大気圧雰囲気での液滴群要素の燃え広がりにおける冷炎発生の調査2020

    • 著者名/発表者名
      松本昂大, 千頭勇斗, 瀬尾健彦, 三上真人
    • 学会等名
      日本マイクログラビティ応用学会 第32回学術講演会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] 微小重力場を利用した異なる雰囲気圧力での正デカン液滴間燃え広がりにおける冷炎発生の調査2020

    • 著者名/発表者名
      千頭勇斗, 松本昂大, 瀬尾健彦, 三上真人
    • 学会等名
      日本マイクログラビティ応用学会 第32回学術講演会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] Group Combustion-2,-液滴群燃え広がりにおける冷炎発生調査-,準備状況報告2020

    • 著者名/発表者名
      三上真人, 野村浩司, 菅沼祐介, 渡邊裕章, 瀬尾健彦, Daniel L. Dietrich, Vedha Nayagam, Forman A. Williams, 齋藤哲平, 大谷健一, 菅 勇志, 菊池政雄
    • 学会等名
      日本マイクログラビティ応用学会 第32回学術講演会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] Study on the appearance of cool flame in flame spread over fuel droplets at high pressure in microgravity2020

    • 著者名/発表者名
      Yuto CHIKAMI, Kodai MATSUMOTO, Takehiko SEO, Masato MIKAMI
    • 学会等名
      The 21st Annual Conference on Liquid Atomization and Spray Systems - Asia
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 高圧環境下での液滴の燃え広がりにおける冷炎発生に関する研究2020

    • 著者名/発表者名
      千頭勇斗, 宇根山凌, 吉田泰子, 瀬尾健彦, 三上真人
    • 学会等名
      日本機械学会 中国四国学生会 第50回学生員卒業研究発表講演会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] Droplet-Cloud-Combustion Experiments “Group Combustion” aboard Kibo on the ISS2019

    • 著者名/発表者名
      Mikami, M.
    • 学会等名
      The 20th Annual Conference on Liquid Atomization and Spray Systems - Asia
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] 微小重力場におけるランダム分散液滴群の燃え広がりにおける複雑性に関する一考察2019

    • 著者名/発表者名
      吉田 泰子, 瀬尾 健彦, 三上 真人, 菊池 政雄
    • 学会等名
      第57回燃焼シンポジウム
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] マランゴニ対流による燃料蒸気の3次元吹き出し挙動が液滴間燃え広がりに与える影響の調査2019

    • 著者名/発表者名
      宇根山 凌, 三上 真人
    • 学会等名
      第57回燃焼シンポジウム
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] ISS「きぼう」での宇宙燃焼実験「Group Combustion」2019

    • 著者名/発表者名
      三上真人
    • 学会等名
      第57回燃焼シンポジウム
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Droplet Cloud Combustion Experiments "Group Combustion" aboard Kibo/ISS2019

    • 著者名/発表者名
      Mikami, M.
    • 学会等名
      Interdisciplinary Seminar at Shanghai Jiao Tong University
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Droplet Cloud Combustion Experiments "Group Combustion" aboard Kibo/ISS2019

    • 著者名/発表者名
      Mikami, M.
    • 学会等名
      China National Symposium on Combustion
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] ランダム分散液滴群の燃え広がりにおける特異燃焼挙動と液滴クラスター列を用いた仮説検証 ~ISS「きぼう」における「Group Combustion」実験結果~2019

    • 著者名/発表者名
      三上真人, 松本昂大, 吉田泰子, 菊池政雄, Daniel L. Dietrich
    • 学会等名
      日本マイクログラビティ応用学会第31回学術講演会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] Generation of a Large-Scale n-Decane-Droplet Cloud Considering Droplet Pre-Vaporization in “Group Combustion” Experiments aboard Kibo/ISS2019

    • 著者名/発表者名
      三上真人
    • 学会等名
      日本マイクログラビティ応用学会第31回学術講演会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Study on large-scale ignition in flame spread of randomly distributed droplet cloud near group-combustion-excitation limit in microgravity2019

    • 著者名/発表者名
      Matsumoto, K, Yoshida, Y, Mikami, M, Kikuchi, M
    • 学会等名
      29th European Conference on Liquid Atomization and Spray Systems
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] “Group Combustion” - The First Combustion Experiment aboard Kibo/ISS -2019

    • 著者名/発表者名
      Masato Mikami, Takehiko Seo, Yasuko Yoshida, Hiroshi Nomura, Yusuke Suganuma, Tetsuya Sakashita, Masao Kikuchi, Yuji Kan, Daniel L. Dietrich
    • 学会等名
      ISS R&D conference 2019
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Anomalous Behavior in Flame Spread over Randomly Distributed Droplet Clouds in Microgravity aboard Kibo on the ISS2019

    • 著者名/発表者名
      Mikami, M, Yoshida, Y, Kikuchi, M, Dietrich, D.L
    • 学会等名
      12th Asia-Pacific Conference on Combustion
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Study on Flame Spread Behavior in Two-dimensional and Three-dimensional Droplet Clouds Considering Flame-spread limit Based on Microgravity Experiments of Flame Spread of Droplet Arrays2019

    • 著者名/発表者名
      Saputro, H, Mikami, M, Seo, T
    • 学会等名
      12th Asia-Pacific Conference on Combustion
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 長時間微小重力場におけるランダム分散液滴群の群燃焼発生限界付近における局所燃え広がり特性に関する研究2019

    • 著者名/発表者名
      松本昂大
    • 学会等名
      日本機械学会中国四国学生会 第49回学生員卒業研究発表講演会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] Results from “Group Combustion” experiments on flame spread over droplet clouds aboard Kibo/ISS2018

    • 著者名/発表者名
      Masato Mikami
    • 学会等名
      ISS R&D2018
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] A Study of Flame Spread of n-Decane Droplet Arrays with Fuel-Vapor Jet at High Pressures in Microgravity2018

    • 著者名/発表者名
      Ryo Uneyama
    • 学会等名
      37th International Symposium on Combustion, WiPP posters
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Flame-spread limit from interactive burning droplets in microgravity2018

    • 著者名/発表者名
      Yasuko Yoshida
    • 学会等名
      37th International Symposium on Combustion
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 微小重力場における干渉二液滴を含む不等直径液滴列の燃 え広がり特性に関する調査2018

    • 著者名/発表者名
      永田拳太郎
    • 学会等名
      日本マイクログラビティ応用学会第30回学術講演会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] ISS「きぼう」における「Group Combustion」実験結果 -微小重力場におけるランダム分散液滴群の局所燃え広がり 限界-2018

    • 著者名/発表者名
      吉田泰子
    • 学会等名
      日本マイクログラビティ応用学会第30回学術講演会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] 微小重力場におけるランダム分散液滴群の燃え広がり特性 -燃え広がり経路が局所燃え広がり速度に及ぼす影響 -2018

    • 著者名/発表者名
      吉田泰子
    • 学会等名
      第56回燃焼シンポジウム
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] A Study of Flame Spread of n-Decane Droplet Arrays with Fuel-vapor Jet at High Pressures in Microgravity2018

    • 著者名/発表者名
      Ryo Uneyama
    • 学会等名
      The 7th Joint Conference on Renewable Energy and Nanotechnology
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [図書] A Gallery of Combustion and Fire, 4.2.3 Flame Spread over a Randomly Distributed Droplet Cloud Aboard Kibo/ISS2020

    • 著者名/発表者名
      Masato Mikami, Masao Kikuchi
    • 総ページ数
      184
    • 出版者
      Cambridge University Press
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書

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公開日: 2018-04-23   更新日: 2022-01-27  

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