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高圧液面燃焼により生じる微粒子の生成予測モデルと抑制手法の構築

研究課題

研究課題/領域番号 18K11698
研究種目

基盤研究(C)

配分区分基金
応募区分一般
審査区分 小区分64020:環境負荷低減技術および保全修復技術関連
研究機関大分大学

研究代表者

橋本 淳  大分大学, 理工学部, 准教授 (00342551)

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
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: 1,690千円 (直接経費: 1,300千円、間接経費: 390千円)
2018年度: 1,950千円 (直接経費: 1,500千円、間接経費: 450千円)
キーワードすす / 粒子状物質 / 多環芳香族炭化水素 / 予混合火炎 / 拡散火炎 / 燃焼 / モデル / 予測モデル / プール燃焼 / すす予測モデル / 液面燃焼
研究成果の概要

近年,大気汚染物質として微小粒子が注目を集めている.エネルギー利用効率向上のため,燃焼機器は高圧条件下での運転が求められている.一方,そのような条件下では微粒子生成が促進されるとともに,その生成メカニズムについては不明な点も多い.これまでの研究から,液体燃料は燃焼室内で液面燃焼を生じ,主たる微粒子生成源となっていることが明らかになった.そこで本研究ではまず,設計計算に適用可能な微粒子予測モデルを構築した.次に,独自に考案した液面燃焼実験を含む基礎燃焼実験を行い,微粒子生成特性のモデル検証を行った,さらに,直噴ガソリンエンジンを対象とし,液面燃焼が生じる条件を含めてモデル検証を行った.

研究成果の学術的意義や社会的意義

SDGsの目標7に基づけば,技術・インフラが不十分な国々へ我が国が果たす役割として,従来型の化石燃料を有効利用しつつ,再生可能エネルギー(バイオ燃料等)を活用,クリーンにエネルギーを生み出す方法を学術的に明らかにし,工学的に普及させる手段の確立は重要なミッションである.実用機器から生じる微粒子は健康被害へ直結する.また,熱効率の観点からも生成量を予測して低減させることが好ましい.本研究の成果は,ゼロエミッション社会の早期確立へ大きく貢献できる.また,微粒子生成モデルは燃焼機器の有効利用に留まらず,カーボンブラック生成,新材料生成など多分野に渡って活用できることから,今後の波及効果も期待できる.

報告書

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

    (28件)

すべて 2021 2020 2019 2018

すべて 雑誌論文 (4件) (うち査読あり 4件、 オープンアクセス 2件) 学会発表 (24件)

  • [雑誌論文] コンパクトな予測モデルを用いた直噴ガソリンエンジンの微粒子排出に関する数値解析2021

    • 著者名/発表者名
      渡邊 竜之介、橋本 淳、田上 公俊、金 尚明、窪山 達也、森吉 泰生、秋濱 一弘
    • 雑誌名

      自動車技術会論文集

      巻: 52 号: 2 ページ: 213-219

    • DOI

      10.11351/jsaeronbun.52.213

    • NAID

      130007988083

    • ISSN
      0287-8321, 1883-0811
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] PAH 成長にセクショナル法を適用したガソリンサロゲート燃料用すす生成モデル(第2 報)2020

    • 著者名/発表者名
      橋本 淳、渡邊 竜之介、田上 公俊、石井 一洋、秋濱 一弘
    • 雑誌名

      自動車技術会論文集

      巻: 51 号: 6 ページ: 991-998

    • DOI

      10.11351/jsaeronbun.51.991

    • NAID

      130007928900

    • ISSN
      0287-8321, 1883-0811
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] イソオクタン/トルエン/ブタノール燃料の模擬筒内液面燃焼におけるすす生成特性2019

    • 著者名/発表者名
      甲斐健太朗,後藤大輝,橋本淳,田上公俊
    • 雑誌名

      自動車技術会論文集

      巻: 50 号: 5 ページ: 1294-1299

    • DOI

      10.11351/jsaeronbun.50.1294

    • NAID

      130007711578

    • ISSN
      0287-8321, 1883-0811
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] PAH 成長にセクショナル法を適用したガソリンサロゲート燃料用すす生成モデル2019

    • 著者名/発表者名
      橋本 淳、石井 一洋、秋濱 一弘
    • 雑誌名

      自動車技術会論文集

      巻: 50 号: 6 ページ: 1515-1522

    • DOI

      10.11351/jsaeronbun.50.1515

    • NAID

      130007751079

    • ISSN
      0287-8321, 1883-0811
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] 高沸点液体燃料の微粒子計測実験に適した焼結金属付きバーナーの設計製作2021

    • 著者名/発表者名
      今原岳,徳山遥貴,渡邊竜之介,橋本淳,田上公俊
    • 学会等名
      日本機械学会 九州支部 九州学生会第52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] PAH成長にセクショナル法を適用したガソリンサロゲート燃料用すす生成モデル(第2報) - イソオクタン/トルエン/エタノール混合燃料のすす生成特性 -2020

    • 著者名/発表者名
      橋本淳,甲斐健太朗,後藤大輝,渡邊竜之介,田上公俊,石井一洋,秋濱一弘
    • 学会等名
      自動車技術会2020年春季大会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] コンパクトな予測モデルを用いた直噴ガソリンエンジンの微粒子排出に関する数値解析2020

    • 著者名/発表者名
      渡邊竜之介,橋本淳,田上公俊,金尚明,窪山達也,森吉泰生,秋濱一弘
    • 学会等名
      自動車技術会2020年秋季大会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] サロゲート燃料を用いたガソリン直噴エンジンの微粒子排出特性に関する研究 第一報 冷却水温度と燃料噴射時期が微粒子排出特性に及ぼす影響2020

    • 著者名/発表者名
      金尚明,窪山達也,森吉泰生,有川純一,秋濱一弘,橋本淳,小橋好充
    • 学会等名
      第31回内燃機関シンポジウム
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] サロゲート燃料を用いたガソリン直噴エンジンの微粒子排出特性に関する研究 -負荷と空燃比が微粒子排出特性に及ぼす影響-2020

    • 著者名/発表者名
      有川純一,金尚明,窪山達也,森吉泰生,橋本淳,小橋好充,秋濱一弘
    • 学会等名
      第31回内燃機関シンポジウム
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] 筒内直噴ガソリンエンジンの微粒子排出特性に関する数値解析 (冷却水温度と燃料噴射時期が微粒子排出特性に及ぼす影響)2020

    • 著者名/発表者名
      渡邊竜之介,橋本淳,田上公俊,金尚明,窪山達也,森吉泰生,秋濱一弘
    • 学会等名
      第31回内燃機関シンポジウム
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] ガソリンサロゲート燃料の簡略すす粒子生成モデル2020

    • 著者名/発表者名
      中村真菜,今村宰,山崎博司,橋本淳,秋濱一弘
    • 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] マイクロフローリアクタで生成したすす粒子の粒径分布計測と計算2020

    • 著者名/発表者名
      宮田茂喜,今村宰,山崎博司,橋本淳,秋濱一弘
    • 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] 平板衝突流中に形成される予混合火炎における粒径分布計測2020

    • 著者名/発表者名
      徳山遥貴,渡邊竜之介,橋本淳,田上公俊,秋濱一弘
    • 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] 拡散火炎におけるすす成長過程の分離と計測に関する研究2020

    • 著者名/発表者名
      馬越大暉,後藤大輝,渡邊竜之介,橋本淳,田上公俊
    • 学会等名
      日本機械学会 九州支部 九州学生会第51回学生員卒業研究発表講演会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] プロパンBurner Stabilized Stagnation Flameにおける粒径分布計測2020

    • 著者名/発表者名
      徳山遥貴,後藤大輝,甲斐健太朗,渡邊竜之介,橋本淳,田上公俊
    • 学会等名
      日本機械学会 九州支部 九州学生会第51回学生員卒業研究発表講演会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] 燃焼ガスにバックサポートされた反応帯におけるプロパンの微粒子排出特性2020

    • 著者名/発表者名
      金納慎,甲斐健太朗,橋本淳,田上公俊
    • 学会等名
      日本機械学会 九州支部 九州学生会第51回学生員卒業研究発表講演会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] 高圧下におけるすす体積分率測定システムの構築2020

    • 著者名/発表者名
      谷口晴保,後藤大輝,渡邊竜之介,橋本淳,田上公俊
    • 学会等名
      日本機械学会 九州支部 九州学生会第51回学生員卒業研究発表講演会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] 直噴ガソリンエンジンから排出されるすすの定量的予測に関する検討2020

    • 著者名/発表者名
      渡邊竜之介,橋本淳,田上公俊,窪山達也,森吉泰生,秋濱一弘
    • 学会等名
      日本機械学会 九州支部 第73期 総会・講演会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] イソオクタン/トルエン/ブタノール燃料の模擬筒内液面燃焼におけるすす生成特性2019

    • 著者名/発表者名
      甲斐健太朗,後藤大輝,髙橋美沙紀,橋本淳,田上公俊
    • 学会等名
      自動車技術会2019年春季大会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] PAH成長にセクショナル法を適用したガソリンサロゲート燃料用すす生成モデル2019

    • 著者名/発表者名
      橋本淳,石井一洋,秋濱一弘
    • 学会等名
      自動車技術会2019年春季大会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] イソオクタン/トルエン混合燃料の拡散火炎におけるすす生成特性2019

    • 著者名/発表者名
      後藤大輝,甲斐健太朗,渡邊竜之介,橋本淳,田上公俊
    • 学会等名
      日本燃焼学会第57回燃焼シンポジウム
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] イソオクタン/トルエン/アルコール燃料の模擬筒内液面燃焼におけるすす生成特性2019

    • 著者名/発表者名
      甲斐健太朗,後藤大輝,渡邊竜之介,橋本淳,田上公俊
    • 学会等名
      日本燃焼学会第57回燃焼シンポジウム
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] 筒内直噴ガソリンエンジンの始動条件における微粒子排出特性に関する数値解析2019

    • 著者名/発表者名
      渡邊竜之介,橋本淳,田上公俊,窪山達也,森吉泰生,秋濱一弘
    • 学会等名
      第30回内燃機関シンポジウム
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] プロパン対向流拡散火炎における粒径分布計測2019

    • 著者名/発表者名
      工藤聖央,早志瑠菜,橋本淳,田上公俊
    • 学会等名
      日本機械学会 九州支部 九州学生会第50回学生員卒業研究発表講演会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] 筒内直接噴射式ガソリンエンジンのすす排出特性に関する数値解析2019

    • 著者名/発表者名
      渡邊竜之介,髙橋美沙紀,橋本淳,田上公俊,窪山達也,森吉泰生,秋濱一弘
    • 学会等名
      日本機械学会 九州支部 九州学生会第50回学生員卒業研究発表講演会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] エンジン計算用すす生成モデルPS3-SMの酸素共存雰囲気下における検討2019

    • 著者名/発表者名
      後藤大輝,髙橋美沙紀,橋本淳,石井一洋,秋濱一弘
    • 学会等名
      日本機械学会 九州支部 第72期 総会・講演会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] ガソリンエンジンの実用計算に適用可能なすす生成モデル2018

    • 著者名/発表者名
      髙橋美沙紀,橋本淳,石井一洋,秋濱一弘
    • 学会等名
      日本燃焼学会第56回燃焼シンポジウム
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] 粒神PS3-SMモデルの構築と検証2018

    • 著者名/発表者名
      橋本淳,髙橋美沙紀,石井一洋,秋濱一弘
    • 学会等名
      第29回内燃機関シンポジウム
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書

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公開日: 2018-04-23   更新日: 2022-01-27  

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