| 研究課題/領域番号 |
20K04940
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| 研究種目 |
基盤研究(C)
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| 配分区分 | 基金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 審査区分 |
小区分24020:船舶海洋工学関連
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| 研究機関 | 岡山大学 |
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研究代表者 |
河原 伸幸 岡山大学, 自然科学学域, 教授 (30314652)
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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 |
4,290千円 (直接経費: 3,300千円、間接経費: 990千円)
2022年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円)
2021年度: 910千円 (直接経費: 700千円、間接経費: 210千円)
2020年度: 2,210千円 (直接経費: 1,700千円、間接経費: 510千円)
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| キーワード | 燃焼 / 熱機関 / 分光計測 / 燃焼CFD / 副室式ガスエンジン / 服室式ガスエンジン / ガスジェット着火 / 高速度可視化 / 点火プラグ近傍燃料濃度 / 3次元CFD |
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| 研究開始時の研究の概要 |
二酸化炭素の排出削減の観点から，熱機関にはさらなる熱効率向上が求められている．燃焼室に主体となる主室とは別に副室を形成する副室式では希薄運転が可能と考えられるが，副室内のガス燃料と空気の混合比が重要となる．副室内のガス燃料と空気の混合比がどのように希薄熱機関の着火安定性に影響を与えているのかが学術的問いである．副室内点火プラグ近傍燃料～空気混合気計測結果を基に圧縮膨張装置における副室燃焼ガスジェットの可視化および3次元CFDシミュレーションによるモデルの高度化および解析結果より，副室内混合気への着火特性および副室から噴出される燃焼ガスジェットの燃焼メカニズムの解明に迫りたい．
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| 研究成果の概要 |
副室内点火プラグ近傍燃料・空気混合気計測結果を基に副室燃焼ガスジェットの可視化および3次元CFDによるモデルの解析結果より，副室内混合気への着火特性および副室から噴出される燃焼ガスジェットの燃焼メカニズムの解明に取り組んだ．副室式ガスエンジンにおいて， SIBS計測を行い，理論空燃比時に燃焼ガスジェットの噴出時期が最も早く，そのため燃焼開始時期が早いことが分かった．LESと詳細化学反応機構を組み合わせた数値解析手法により，中間生成物を含む化学種から火炎構造の解析を行うことができた．
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
熱機関においては，天然ガス，バイオガス，水素などのガス燃料の利用はますます盛んになると考えている．このようなガスを主燃料とする種々の中・小型熱機関における熱効率向上のための基礎研究としての高い雰囲気圧力・温度におけるガス燃料の着火・燃焼メカニズムの詳細な把握が必要である．熱効率向上のためには，着火・燃焼という観点からは，どのような燃焼形態が最適であるかを見極める必要がある．いままで詳細なメカニズムが不明であった副室式ガスエンジンにおける副室内混合気への着火特性および副室から噴出される燃焼ガスジェット流の形成過程を明らかにし，モデル化することが本研究の目的である．
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