| 研究課題/領域番号 |
18K03971
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| 研究種目 |
基盤研究(C)
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| 配分区分 | 基金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 審査区分 |
小区分19020:熱工学関連
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| 研究機関 | 国立研究開発法人産業技術総合研究所 (2019-2021)
東京大学 (2018) |
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研究代表者 |
范 勇 国立研究開発法人産業技術総合研究所, エネルギー・環境領域, 主任研究員 (40748662)
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| 研究期間 (年度) |
2018-04-01 – 2022-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2021年度)
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| 配分額 *注記 |
4,420千円 (直接経費: 3,400千円、間接経費: 1,020千円)
2020年度: 650千円 (直接経費: 500千円、間接経費: 150千円)
2019年度: 650千円 (直接経費: 500千円、間接経費: 150千円)
2018年度: 3,120千円 (直接経費: 2,400千円、間接経費: 720千円)
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| キーワード | 水素 / 燃焼 / ラジカル / 表面吸着 / レーザー誘起蛍光法 / ガスタービン / 水素燃焼 / 逆火 / 壁面効果 / レーザー計測 |
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| 研究成果の概要 |
石英製薄型流路内に形成された水素火炎を対象に．OH濃度分布を単光子吸収LIF法で取得し，HとOの濃度分布を2光子吸収LIF(TALIF)法で取得した．流路内壁面にInconelの薄膜(100 nm程度)を形成することで，壁面の熱的境界条件を一定に保ったまま，壁面材質が火炎に与える影響を壁面近傍のラジカル濃度分布から定量評価した．そして，各ラジカルが壁面における初期吸着係数を系統的に変化しながら水素火炎の数値シミュレーションを行った．計算と実験で得られたOH, OとHの濃度差の平方和を目標関数とし，最小2乗法を用いて各ラジカルの初期吸着係数の最適値を算出し，表面反応モデルの構築に成功した.
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
本研究は，壁面近傍の水素火炎構造をレーザー計測により解明することで，従来定量情報が極めて少ない壁面の化学的消炎効果を系統的に調べることに大きな特色がある．本研究により構築した表面反応モデルは，壁面に近接する多くの燃焼場において，壁面効果を予測するために重要な役割を果たすと考えられ，低NOxかつ安定な水素ガスタービン燃焼のための制御，超小型燃焼器・改質器の開発，HCCIエンジンの熱効率の向上や安定燃焼領域の拡大に大きく寄与すると期待される．また，本研究により確立されるHとO原子の2次元レーザー計測手法は，様々な燃焼場への適応が期待され，また，燃焼場に限らず，プラズマの計測への適応も期待される．
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