| 研究課題/領域番号 |
19K23489
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| 研究種目 |
研究活動スタート支援
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| 配分区分 | 基金 |
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| 審査区分 |
0301:材料力学、生産工学、設計工学、流体工学、熱工学、機械力学、ロボティクス、航空宇宙工学、船舶海洋工学およびその関連分野
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| 研究機関 | 東北大学 (2021-2022)
国立研究開発法人海洋研究開発機構 (2019-2020) |
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研究代表者 |
大島 逸平 東北大学, 流体科学研究所, 助教 (40851845)
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| 研究期間 (年度) |
2019-08-30 – 2023-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2022年度)
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| 配分額 *注記 |
2,860千円 (直接経費: 2,200千円、間接経費: 660千円)
2020年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
2019年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
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| キーワード | 微粒化 / レイリー・テイラーの不安定性 / ガスタービン / 液膜微粒化 / 横波長 / 数値解析 / 可視化実験 / 光学計測 / 可視化計測 / 噴霧粒径 / 混相流 / 液膜 / モデル化 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
液膜微粒化の横振動特性は最終的な噴霧特性に強く影響を及ぼす。レイリー・テイラー(RT)の不安定性により液膜界面に周期的な不安定波長(横波長)が形成すると考えられているが、この横振動機構が本当にRTの不安定性によるのか、そうであるならばどの加速運動が横波長形成に重要であるのか未解明である。そこで本研究では、液膜の横方向振動現象を明らかにし、機構論に基づく横波長の予測モデルを構築する。加えて横波長予測モデルを用いた機構論的噴霧粒径モデルを構築し、横波長と噴霧粒径の高精度予測の実現を目指す。本微粒化モデルを基に研究を進め、低NOX、低CO2を両立した革新的クリーンガスタービンエンジン開発に貢献する。
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| 研究成果の概要 |
本研究では，液膜微粒化現象のうち液膜の横方向振動現象を，数値実験，可視化実験，光学計測を駆使して調べた．気液の流速，物性値，さらには燃料噴射弁の幾何形状を変化させて系統的調査を行い，横方向振動現象のモデル化を進めた．また，そのモデルを用いて機構論的噴霧粒径モデルを構築し，その妥当性について明らかにした．
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
微粒化の素過程と素過程同士の相互作用に着目して研究を行った．微粒化過程の各素過程を明らかにし，素過程同士の相互作用のメカニズムが明らかにすることで，汎用性の高い微粒化モデルの構築を行った．本フレームワークを改良することで，より高精度な微粒化特性の予測を実現し，革新的なクリーンガスタービンの開発に貢献すると期待される．
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