| 研究課題/領域番号 |
18K03990
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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 | 上智大学 |
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研究代表者 |
高橋 和夫 上智大学, 理工学部, 教授 (10241019)
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| 研究期間 (年度) |
2018-04-01 – 2024-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2023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: 780千円 (直接経費: 600千円、間接経費: 180千円)
2019年度: 2,470千円 (直接経費: 1,900千円、間接経費: 570千円)
2018年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円)
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| キーワード | 高圧衝撃波管 / 着火遅れ / ノッキング / 低温酸化 / 冷炎 / 反応モデル / 衝撃波管 / 高温持続時間 / 自着火 |
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| 研究成果の概要 |
化学衝撃波管は衝撃波圧縮を利用した反応容器であり，試料気体を瞬時かつ均一に昇圧・昇温が可能であることから，これまで1000K以上の高温化学反応研究や着火研究に広く用いられてきた。しかし，この装置の欠点は衝撃波加熱された試料気体が高温のまま維持される時間（高温持続時間）が，通常1～1.5ミリ秒と極めて短いことにある。本研究では，現在工学分野で用途の高まっている高圧衝撃波管の高温持続時間を延ばすための装置開発を行った。その結果，高温持続時間を32ミリ秒まで延ばすことができ，自動車エンジンのノック現象解明の化学的研究に応用するとともに，650～1000 Kの中間温度域の化学反応追跡法を確立した。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
通常の衝撃波管の高温持続時間は1～1.5ミリ秒ほどであるため，例えばエンジン自着火の研究においては1000 K以上の高温現象のみが観測できるにすぎなかった。エンジンの高効率化において一番の障害となっているノッキング現象は，温度650～1000 Kで起こるいわゆる『低温酸化反応』の解明が問題解決の鍵を握る。本研究の成果として，高圧衝撃波管の高温持続時間を従来の1～1.5ミリ秒から32ミリ秒に延長できたので，低温着火研究を実施することにより，エンジンシミュレーションのための詳細反応モデルの検証が可能となり，高効率エンジン開発さらには地球温暖化対策に大きく貢献することができた。
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