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ガス爆発における火炎伝播加速現象の自己相似的な特徴

研究課題

研究課題/領域番号 18K13958
研究種目

若手研究

配分区分基金
審査区分 小区分25020:安全工学関連
研究機関広島大学

研究代表者

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 – 2021-03-31
研究課題ステータス 完了 (2020年度)
配分額 *注記
4,030千円 (直接経費: 3,100千円、間接経費: 930千円)
2020年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円)
2019年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円)
2018年度: 1,950千円 (直接経費: 1,500千円、間接経費: 450千円)
キーワードガス爆発 / 火炎伝播加速 / 自己相似 / 火炎伝播
研究成果の概要

本研究の目的は、水素燃焼における火炎伝播加速現象の自己相似的な特徴の解明である。初期圧と当量比を変化させ、希薄水素空気混合気の球状伝播火炎の加速現象を実験的に調べた。希薄水素空気混合気の球状伝播火炎の加速現象は無次元火炎半径を用いてまとめることができた。火炎半径が臨界火炎半径より大きくなると火炎の不安定性により火炎面に乱れが発達し、火炎伝播速度が増加する。さらに、火炎半径が大きくなると流体力学的不安定性による影響が顕著になり、火炎伝播がより加速し、火炎半径が臨界火炎半径より10倍以上大きくなると自己相似的な伝播をすることであり、そのときの火炎面は自己相似的な構造になることが明らかになった。

研究成果の学術的意義や社会的意義

ガス爆発現象では、火炎伝播の加速が発生し、周囲に伝播する爆風圧が大きくなり、爆発被害が増大することが知られている。ガス爆発事故における爆風圧等の影響を正確に予測するためには、火炎伝ぱの加速現象を的確に理解する必要がある。自己相似的な伝播を明らかにすることによって火炎伝播加速現象と爆風圧がより精確に予測できるため,災害のリスク評価の高精度化に寄与できるものと期待される。

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

    (9件)

すべて 2020 2019 2018

すべて 雑誌論文 (2件) (うち査読あり 2件) 学会発表 (7件) (うち国際学会 5件)

  • [雑誌論文] Self-similar propagation of spherically expanding flames in lean hydrogen-air mixtures2020

    • 著者名/発表者名
      Kim Wookyung、Namba Takumi、Johzaki Tomoyuki、Endo Takuma
    • 雑誌名

      International Journal of Hydrogen Energy

      巻: 45 号: 46 ページ: 25608-25614

    • DOI

      10.1016/j.ijhydene.2020.06.261

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Experimental study on the onset of flame acceleration due to cellular instabilities2019

    • 著者名/発表者名
      Kim Wookyung、Sato Yoshitatsu、Johzaki Tomoyuki、Endo Takuma
    • 雑誌名

      Journal of Loss Prevention in the Process Industries

      巻: 60 ページ: 264-268

    • DOI

      10.1016/j.jlp.2019.05.008

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [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] Self-similar propagation of expanding spherical flames in lean hydrogen-air mixtures2020

    • 著者名/発表者名
      Kim Wookyung、Namba Takumi、Johzaki Tomoyuki、Endo Takuma
    • 学会等名
      13th International Symposium on Hazards, Prevention, and Mitigation of Industrial Explosions
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Transition to self-similarity of expanding spherical flame in lean hydrogen-air mixtures2020

    • 著者名/発表者名
      Kim Wookyung、Namba Takumi
    • 学会等名
      13th International Symposium on Fire Safety Science
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 水素-空気混合気における自己相似的な火炎伝播2019

    • 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
      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] Self-acceleration of a spherically expanding hydrogen-air flame at elevated pressure2019

    • 著者名/発表者名
      Wookyung Kim, Yoshitatsu Sato, Tomoyuki Johzaki, Takuma Endo, Toshio Mogi, Ritsu Dobashi
    • 学会等名
      The 8th International Conference on Hydrogen Safety
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [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 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Correlations for the onset of cellular instabilities in outwardly propagating spherical flames2018

    • 著者名/発表者名
      Yoshitatsu Sato, Wookyung Kim, Tomoyuki Johzaki, Takuma Endo
    • 学会等名
      2nd International Symposium on Fuels and Energy
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 国際学会

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公開日: 2018-04-23   更新日: 2022-01-27  

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