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狭流路内を燃え拡がる火炎の不安定性:臨界条件と動的挙動の解明

研究課題

研究課題/領域番号 18K13967
研究種目

若手研究

配分区分基金
審査区分 小区分25030:防災工学関連
研究機関豊橋技術科学大学

研究代表者

松岡 常吉  豊橋技術科学大学, 工学(系)研究科(研究院), 准教授 (90633040)

研究期間 (年度) 2018-04-01 – 2020-03-31
研究課題ステータス 完了 (2019年度)
配分額 *注記
4,160千円 (直接経費: 3,200千円、間接経費: 960千円)
2019年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
2018年度: 2,730千円 (直接経費: 2,100千円、間接経費: 630千円)
キーワード火災 / 燃え拡がり / 対称性 / プラスチック / 狭流路 / 燃焼 / 消炎 / 非対称 / 酸素 / 不安定性 / 熱可塑性樹脂 / 安定性解析 / 臨海条件
研究成果の概要

本研究では,狭流路内で向かい合った火炎について実験と数値シミュレーションを行い,非対称性の発現メカニズムについて検討した.狭流路内燃え拡がりの気相における物理過程を模擬できる装置を開発して実験を行い,燃え拡がりで観察された対称火炎および非対称火炎が再現できることを示した.また,条件によっては火炎が振動する場合があることを示した.ただし,これは燃料流速の非一様性に起因して起きた可能性がある.二次元モデルに基づく数値シミュレーションを実施し,火炎が非対称となる臨界条件を明らかにした.さらに,非対称性の発現メカニズムを提案した.

研究成果の学術的意義や社会的意義

気体燃料を用いた燃焼実験により狭流路内で向かい合った火炎が非対称となる現象を再現したことは,これが可燃性固体の燃え拡がり特有の現象ではなく,同様の系で起きる一般的な現象であることを示すものとして学術的意義が大きい.火炎が非対称化する基本的物理は狭流路内の燃え拡がりにおいても同じであると考えられ,したがって本研究で得られた知見は酸素療法中の火災事故防止に役立つことが期待される.また,今後さらなる検証が必要ではあるものの,振動火炎の存在を示したことは本研究で得られた重要な知見の一つである.

報告書

(3件)
  • 2019 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2018 実施状況報告書
  • 研究成果

    (13件)

すべて 2019 2018

すべて 雑誌論文 (2件) (うち査読あり 2件) 学会発表 (11件) (うち国際学会 3件、 招待講演 2件)

  • [雑誌論文] Study on fingering pattern of spreading flame over non-charring solid in a narrow space2019

    • 著者名/発表者名
      Tsuneyoshi Matsuoka, Akihiro Yoshimasa, Masashi Masuda, Yuji Nakamura
    • 雑誌名

      Fire Technology

      巻: - 号: 1 ページ: 271-286

    • DOI

      10.1007/s10694-019-00865-1

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Symmetric and nonsymmetric flame spread between parallel plates of thick combustible solid2018

    • 著者名/発表者名
      Tsuneyoshi Matsuoka, Satoshi Murakami, Takuya Yamazaki, Yuji Nakamura
    • 雑誌名

      Combustion Science and Technology

      巻: - 号: 13 ページ: 2175-2193

    • DOI

      10.1080/00102202.2018.1534838

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] 狭流路内に形成された対向火炎に関するパラメトリックスタディ2019

    • 著者名/発表者名
      松岡常吉, 佐藤駿, 安田大晃, 桑名一徳, 中村祐二
    • 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] 並行流中での薄い円形固体上の燃え拡がりにおける分裂挙動2019

    • 著者名/発表者名
      増田雅士, 溝口哲也, 松岡常吉, 桑名一徳, 中村祐二
    • 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] 直交流中に向かい合って形成された拡散火炎の形状と挙動に関する研究2019

    • 著者名/発表者名
      佐藤駿, 松岡常吉, 安田大晃, 中村祐二
    • 学会等名
      日本機械学会熱工学コンファレンス2019
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] 薄い固体の燃焼時に現れるフィンガリングパターンの評価2019

    • 著者名/発表者名
      松岡常吉, 増田雅士, 溝口哲也, 桑名一徳, 中村祐二
    • 学会等名
      日本機械学会熱工学コンファレンス2019
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] 熱的に厚い固体の有炎フィンガリングの支配パラメータに関する検討2019

    • 著者名/発表者名
      松岡常吉, 増田雅士, 吉政彰泰, 中村祐二
    • 学会等名
      日本実験力学会2019年度年次講演会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] Combustion Instability and Pattern Formation of Flame Spread2019

    • 著者名/発表者名
      Tsuneyoshi Matsuoka
    • 学会等名
      Special Seminar on Combustion and Fire Sciences
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] 変形しながら燃焼する熱可塑性樹脂形状の時系列三次元計測2018

    • 著者名/発表者名
      松岡 常吉, 京極 友宏, 小池 悠太, 寺田 啓人, 中村 祐二
    • 学会等名
      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] 直交流中に向かい合って形成された拡散火炎の対称性の破れ2018

    • 著者名/発表者名
      村上 智志, 松岡 常吉, 佐藤 駿, 中村 祐二
    • 学会等名
      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] 厚い固体の燃え拡がりにおいて現れるフィンガリングパターンの評価2018

    • 著者名/発表者名
      吉政 彰泰, 増田 雅士, 松岡 常吉, 中村 祐二
    • 学会等名
      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] Near-limit instabilities of opposed flame spread over thick solid combustibles2018

    • 著者名/発表者名
      Tsuneyoshi Matsuoka
    • 学会等名
      15th International Conference on Flow Dynamics
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Dynamic behavior of adjacent two diffusion flames in crossflow2018

    • 著者名/発表者名
      Tsuneyoshi Matsuoka, Satoshi Murakami, Shun Sato, Yuji Nakamura
    • 学会等名
      37th International Symposium on Combustion
    • 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: 2021-02-19  

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