| 研究課題/領域番号 |
20H02351
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| 研究種目 |
基盤研究(B)
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| 配分区分 | 補助金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 審査区分 |
小区分24010:航空宇宙工学関連
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| 研究機関 | 島根大学 |
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研究代表者 |
新城 淳史 島根大学, 学術研究院理工学系, 教授 (10358476)
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| 研究分担者 |
梅村 章 公益財団法人名古屋産業科学研究所, 研究部, 上席研究員 (60134152)
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| 研究期間 (年度) |
2020-04-01 – 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 |
9,230千円 (直接経費: 7,100千円、間接経費: 2,130千円)
2022年度: 3,380千円 (直接経費: 2,600千円、間接経費: 780千円)
2021年度: 2,860千円 (直接経費: 2,200千円、間接経費: 660千円)
2020年度: 2,990千円 (直接経費: 2,300千円、間接経費: 690千円)
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| キーワード | 航空エンジン / 微粒化モデル / スワーラ流れ / 遷臨界 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
本研究では、これまでの我々の研究で構築した液体燃料の乱流微粒化（噴霧化）モデルを用い、環境性能の向上が大幅に要求される航空エンジンの燃焼や排出物の性能を予測するためのシミュレーションツールを構築し、さらに現象の物理的機構の解明を行う。使用するモデルは、世界で初めて閉じたモデル化を実現したことで高精度であり、これまでの研究では不足している高圧化への拡張を組み込むことで航空エンジンの幅広い作動条件に対応した解析を実現する。
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| 研究成果の概要 |
航空エンジン内の噴霧性能を正確に予測する目的で、乱流微粒化モデルが旋回流れにおいても十分な予測精度を持つか確認し、その機構を解明した。エンジン内の旋回流れのせん断の影響は正しくモデルで認識され実験の粒径分布とよい一致を見せた。また液膜の発達の仕方も実験とよい一致を見せた。これにより、我々の提案した乱流微粒化モデルの妥当性を確認し、航空エンジン内での噴霧予測技術を確立した。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
学術的には、強乱流下における旋回流れ内の微粒化が、局所のせん断に起因するRayleigh-Taylor不安定性による微粒化機構によって決定されていることが分かったこと、提案した乱流微粒化モデルがそれを正しく捉えることができることが分かったことである。これにより、流れ場の形態によってモデルのパラメータなどを変更するなどの操作が必要ではないことが分かった。
社会的には、航空機のエンジンから排出される二酸化炭素や窒素酸化物などは気候変動等の原因となり、持続可能な社会を維持するには燃費効率を向上するとともに排出物の抑制を図らなければならないという要請があり、これに資するものである。
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