| 研究課題/領域番号 |
18H01665
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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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| 審査区分 |
小区分25020:安全工学関連
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| 研究機関 | 山形大学 |
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研究代表者 |
桑名 一徳 山形大学, 大学院理工学研究科, 教授 (30447429)
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| 研究分担者 |
中村 祐二 豊橋技術科学大学, 工学(系)研究科(研究院), 教授 (50303657)
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| 研究期間 (年度) |
2018-04-01 – 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 |
17,550千円 (直接経費: 13,500千円、間接経費: 4,050千円)
2020年度: 3,770千円 (直接経費: 2,900千円、間接経費: 870千円)
2019年度: 5,330千円 (直接経費: 4,100千円、間接経費: 1,230千円)
2018年度: 8,450千円 (直接経費: 6,500千円、間接経費: 1,950千円)
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| キーワード | 燻焼 / 有炎燃焼 / タバコ火災 / 火災 |
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| 研究成果の概要 |
タバコは多くの火災の原因である。タバコの燃焼は燻焼（炎を生じない燃焼形態）であり，タバコにより紙類や衣類等の可燃性固体が着火すると，その可燃物もはじめは燻焼する。その後，有炎燃焼に遷移すると火災被害が急拡大する。したがって，燻焼から有炎燃焼への遷移の有無がタバコ火災の被害を大きく左右するといえ，この遷移現象の臨界条件を明らかにすることは火災リスクマネジメント上重要である。
本研究では，様ざまな条件で実験を行い臨界条件に関するデータを取得するとともに，燻焼現象を記述する数理モデルを構築した。このモデルは，燻焼状態の解の存在性に基づき，消炎や有炎燃焼への遷移といった臨界条件を予測するものである。
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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，燻焼状態から有炎燃焼への遷移現象を記述する数理モデルを構築した。モデルの妥当性は，実験結果との比較により検証した。さらに，タバコ火災の初期に見られる自然対流中での燃え拡がり現象に関して，遷移メカニズムの検討を行った。これらの検討を踏まえ，構築したモデルを数値流体力学計算に組み込む方法論を検討した。
本研究の成果により，タバコ火災の初期段階で，燻焼から有炎燃焼へ遷移する現象を数値シミュレーションすることが可能になった。これにより，周囲の酸素濃度や流れの影響が遷移現象に及ぼす影響の評価，そしてより正確な火災リスク評価が可能になった。
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