| 研究課題/領域番号 |
18KK0400
|
|---|
| 研究種目 |
国際共同研究加速基金(国際共同研究強化(A))
|
| 配分区分 | 基金 |
|---|
| 研究分野 |
熱工学
|
|---|
| 研究機関 | 東京工業大学 |
|---|
研究代表者 |
志村 祐康 東京工業大学, 工学院, 准教授 (30581673)
|
|---|
| 研究期間 (年度) |
2019 – 2022
|
| 研究課題ステータス |
完了 (2022年度)
|
| 配分額 *注記 |
14,950千円 (直接経費: 11,500千円、間接経費: 3,450千円)
|
|---|
| キーワード | 乱流燃焼 / 燃焼振動 / レーザ計測 / 燃焼制御 / 誘電体バリア放電プラズマアクチュエータ / 能動制御 / 予混合火炎 / 部分予混合火炎 / 機械学習 / 予混合燃焼 / 部分予混合燃焼 / プラズマ |
|---|
| 研究開始時の研究の概要 |
本研究では，研究代表者および米国・パデュ―大学のLucht教授がそれぞれ培ってきた複合レーザ計測技術を用いて希薄乱流予混合火炎の燃焼特性，燃焼不安定性及び燃焼振動特性を火炎構造の観点から明らかにするとともに，複合レーザ計測により得られた知見に基づいて基研究課題で構築したDBDプラズマアクチュエータによる燃焼制御及び米国・マサチューセッツ工科大学のGhoniem教授の研究室で構築されたナノ秒パルス放電を用いた高強度乱流・高圧力条件下においても高効率で有効な燃焼制御手法を確立する．
|
| 研究成果の概要 |
高強度乱流・高圧条件の希薄乱流予混合火炎の燃焼不安定性や燃焼振動特性などを火炎構造の観点から明らかにすることを目的とし，スワール型燃焼器に形成される完全または部分予混合乱流火炎に対して複合レーザ計測を適用することで研究を遂行した．様々な条件における計測結果から燃焼振動遷移時の特徴的な火炎構造や火炎基部構造の変動特性の要因などを明らかにした．さらに得られた火炎構造に関する知見に基づく燃焼振動制御法として，誘電体バリア放電（DBD）プラズマアクチュエータなどを検討し，その制御特性を明らかにした．また，さらなる火炎構造及び燃焼特性の解明に向けてPLIFなどに基づく温度計測手法を構築した．
|
| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
本研究で明らかにされた燃焼振動遷移時の特徴的な火炎構造や火炎基部構造の変動特性の要因は，燃焼振動現象を明らかにし，普遍的な燃焼制御手法の構築につながる知見である．さらに，構築されたPLIFに基づく温度計測手法とこれまでの化学種と流体速度の計測を併せて用いた研究を行うことで，実験データからも燃焼モデリングや数値計算の有用な検証データとなる．これらは燃焼器内の現象の理解を促進するとともに燃焼器開発で用いられる数値計算の高精度化につながり，デジタルツインの実現とそれによる燃焼器の高効率な運用の実現およびエネルギーの有効活用に大きく貢献するものである．
|
