| 研究課題/領域番号 |
21H01532
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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 | 山口大学 |
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研究代表者 |
三上 真人 山口大学, 大学院創成科学研究科, 教授 (20274178)
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| 研究分担者 |
坂野 文菜 山口大学, 大学院創成科学研究科, 講師 (40961735)
瀬尾 健彦 山口大学, 大学院創成科学研究科, 准教授 (00432526)
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| 研究期間 (年度) |
2021-04-01 – 2024-03-31
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| 研究課題ステータス |
交付 (2023年度)
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| 配分額 *注記 |
16,900千円 (直接経費: 13,000千円、間接経費: 3,900千円)
2023年度: 2,080千円 (直接経費: 1,600千円、間接経費: 480千円)
2022年度: 5,980千円 (直接経費: 4,600千円、間接経費: 1,380千円)
2021年度: 8,840千円 (直接経費: 6,800千円、間接経費: 2,040千円)
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| キーワード | 燃焼 / 微小重力 / 液体燃料 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
航空エンジンにおいては，始動時や高空失火後の再着火において燃料噴霧の液滴間燃え広がりによる群燃焼状態への移行が必要となる．最近のISSにおける宇宙燃焼実験により，従来は熱炎の発生により定義されていた液滴間燃え広がりにおいて観察が困難な冷炎も発生しており，それが群燃焼発現限界に影響を与えている可能性が示唆された．そこで，冷炎発生を考慮して液滴間燃え広がりの定義を拡張し，微小重力科学による燃え広がり現象の極限把握を行う．そして，その知見を利用してパーコレーション理論も拡張することで，航空エンジン用の複雑系混相燃焼物理のさらなる高度化へと展開を行う．
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| 研究実績の概要 |
本研究の目的は、研究代表者として行った宇宙実験「Group Combustion」から得られた群燃焼発現限界に関わる「問い」においてキーとなる「冷炎」に注目し、これまで熱炎にのみ注目して捉えられてきた液滴間燃え広がりに冷炎を考慮することで、燃え広がりの定義の拡張を行うことである。
令和４年度には、山口大学の0.9s落下実験施設における微小重力実験により、液滴列における冷炎発生の確認を、中赤外カメラを用いた燃焼生成物による中赤外発光分布計測によって行った。
以上と並行して、２液滴または３液滴干渉効果を組み込んだ２次元または３次元パーコレーションモデルの計算を実施し、両者の比較を行うとともに、予蒸発を考慮したパーコレーション計算検討も進めた。
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| 現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
3: やや遅れている
理由
令和４度前半において、パーコレーション計算および冷炎観察実験について進展があり、既に計算における予蒸発の影響の組み込み，微小重力場における冷炎観察の可能性の見出しという成果を得た。そのため、この成果を踏まえて令和５年度に予定している同計算と微小重力実験を前倒して、早期に予蒸発・冷炎の影響の同定を実施すべく予算の前倒し使用を行ったが、納品された赤外カメラの不具合が年度内に解消できず、前倒し実験ができなかった。
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| 今後の研究の推進方策 |
赤外カメラの不具合を早期に解消し、液滴群要素の燃え広がりにおける予蒸発限界および冷炎発生限界の把握を実施し、その情報のパーコレーションモデルへの組み込みを行う。
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