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水素システムの爆発安全高度化技術の開発

研究課題

研究課題/領域番号 18H03822
研究種目

基盤研究(A)

配分区分補助金
応募区分一般
審査区分 中区分25:社会システム工学、安全工学、防災工学およびその関連分野
研究機関東京大学

研究代表者

土橋 律  東京大学, 大学院工学系研究科(工学部), 教授 (30237177)

研究分担者 桑名 一徳  東京理科大学, 理工学研究科国際火災科学専攻, 教授 (30447429)
茂木 俊夫  東京大学, 大学院工学系研究科(工学部), 准教授 (50392668)
KIM WOOKYUNG  広島大学, 先進理工系科学研究科(工), 助教 (40781852)
研究期間 (年度) 2018-04-01 – 2022-03-31
研究課題ステータス 完了 (2021年度)
配分額 *注記
44,590千円 (直接経費: 34,300千円、間接経費: 10,290千円)
2021年度: 5,980千円 (直接経費: 4,600千円、間接経費: 1,380千円)
2020年度: 8,970千円 (直接経費: 6,900千円、間接経費: 2,070千円)
2019年度: 11,180千円 (直接経費: 8,600千円、間接経費: 2,580千円)
2018年度: 18,460千円 (直接経費: 14,200千円、間接経費: 4,260千円)
キーワード水素安全 / ガス爆発 / 爆発影響度評価 / 不安定性 / 影響度評価 / 火炎伝ぱ / 自己相似 / 安全 / 水素
研究成果の概要

水素システムの爆発安全高度化技術の開発のため,大規模実験,加圧実験および影響度評価モデルの構築をおこなった.大規模実験,加圧実験により,ガス爆発挙動について様々な条件で詳細なデータを取得し,燃焼学的挙動解析および安全データベースに資する成果を得た.このデータを活用して危険性評価ツールとして使える影響度評価モデルを構築した.さらに,大規模実験映像は安全教育ツールとしても活用可能である.

研究成果の学術的意義や社会的意義

持続可能な社会実現に向け,水素は重要なエネルギーキャリアとして様々なところで利用されていくと予想される.その一方で,都市ガスやプロパンガス等の一般的な可燃性ガスに比べて事故が起こった場合の影響度は大きく,危険性も正しく認識しておく必要がある.本研究の成果を通じて,ガス爆発における火炎伝ぱの不安定性の解明だけでなく,水素安全の啓蒙に資するデータを取得することができた.

報告書

(5件)
  • 2021 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2020 実績報告書
  • 2019 実績報告書
  • 2018 実績報告書
  • 研究成果

    (17件)

すべて 2021 2020 2019 2018

すべて 雑誌論文 (5件) (うち査読あり 3件、 オープンアクセス 2件) 学会発表 (12件) (うち国際学会 6件)

  • [雑誌論文] 粉塵爆発下限濃度付近の燃焼挙動の検討2021

    • 著者名/発表者名
      桑名一徳,金佑勁,茂木俊夫,土橋律
    • 雑誌名

      安全工学

      巻: 60 ページ: 101-108

    • NAID

      130008024872

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Flame acceleration and blast wave of H2?O2?N2?Ar mixtures in unconfined areas2021

    • 著者名/発表者名
      Yaguchi Jun、Kim Wookyung、Mogi Toshio、Dobashi Ritsu
    • 雑誌名

      International Journal of Hydrogen Energy

      巻: 46 号: 23 ページ: 12329-12337

    • DOI

      10.1016/j.ijhydene.2020.06.046

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] 予混合火炎:流体力学的不安定性とフラクタル次元2020

    • 著者名/発表者名
      桑名一徳
    • 雑誌名

      実験力学会誌

      巻: 20 ページ: 292-294

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [雑誌論文] A simple method to evaluate the eigenvalue of premixed flame propagation2019

    • 著者名/発表者名
      H. Iizuka, K. Kuwana, S. Yazaki
    • 雑誌名

      Mechanical Engineering Letters

      巻: 6 ページ: 19-00610

    • NAID

      130007787126

    • 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] 火炎伝播のモデル方程式2019

    • 著者名/発表者名
      桑名一徳,矢崎成俊
    • 雑誌名

      伝熱

      巻: 58 ページ: 42-52

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • オープンアクセス
  • [学会発表] Transition to self-similarity of expanding spherical flame in lean hydrogen-air mixtures2021

    • 著者名/発表者名
      W. Kim, T. Namba
    • 学会等名
      13th International Symposium on Fire Safety Science
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] An experimental study of propagating spherical flames in unconfined hydrogen-oxygen explosions2021

    • 著者名/発表者名
      A. Shiotani, W. Kim, T. Mogi, R. Dobashi
    • 学会等名
      9th International Conference on Hydrogen Safety
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 粉塵爆発の連続体モデル:1 次元定常伝播に及ぼす重力の影響2021

    • 著者名/発表者名
      桑名一徳,矢崎成俊,金佑勁,茂木俊夫,土橋律
    • 学会等名
      第59回燃焼シンポジウム
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] 希薄水素空気混合気の球状伝播火炎の自己相似伝播2020

    • 著者名/発表者名
      金佑勁,難波拓巳,城﨑知至,遠藤琢磨
    • 学会等名
      2020年度日本火災学会研究発表会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] 拡散・熱的な1次元火炎伝播モデルの燃焼速度について2019

    • 著者名/発表者名
      飯塚洋行、桑名一徳、矢崎成俊
    • 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] 水素のガス爆発において体積膨張率が火炎の加速挙動に及ぼす影響2019

    • 著者名/発表者名
      矢口 純、金 佑勁 、茂木 俊夫 、土橋 律
    • 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] J. Yaguchi, W. Kim, T. Mogi, R. Dobashi2019

    • 著者名/発表者名
      Effect of Expansion Ratio on Flame Acceleration during Hydrogen Fueled Gas Explosions
    • 学会等名
      8th International Conference on Hydrogen Safety
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Development of theoretical model for explosion safety of hydrogen system2019

    • 著者名/発表者名
      W. Kim, T. Mogi, K. Kazunori, R. Dobashi
    • 学会等名
      KIFSE2019
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 拡散・熱的モデルの火炎伝播速度2018

    • 著者名/発表者名
      桑名一徳
    • 学会等名
      日本機械学会熱工学コンファレンス2018
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] 蔵本・シバシンスキー方程式の精度に関する検討2018

    • 著者名/発表者名
      桑名一徳, 矢崎成俊
    • 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] Experimental study on the onset of flame acceleration due to cellular instabilities2018

    • 著者名/発表者名
      Wookyung Kim, Yoshitatsu Sato, Tomoyuki Johzaki, Takuma Endo
    • 学会等名
      12th International Symposium on Hazards, Prevention, and Mitigation of Industrial Explosions
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Correlations for the onset of flame acceleration in premixed flames2018

    • 著者名/発表者名
      Yoshitatsu Sato, Wookyung Kim, Tomoyuki Johzaki, Takuma Endo
    • 学会等名
      11th Asia-Oceania Symposium on Fire Science and Technology
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会

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公開日: 2018-04-23   更新日: 2023-01-30  

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