| 研究課題/領域番号 |
21K14100
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| 研究種目 |
若手研究
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| 配分区分 | 基金 |
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| 審査区分 |
小区分19020:熱工学関連
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| 研究機関 | 国立研究開発法人宇宙航空研究開発機構 |
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研究代表者 |
山本 姫子 国立研究開発法人宇宙航空研究開発機構, 研究開発部門, 研究開発員 (50791571)
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| 研究期間 (年度) |
2021-04-01 – 2025-03-31
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| 研究課題ステータス |
交付 (2022年度)
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| 配分額 *注記 |
4,550千円 (直接経費: 3,500千円、間接経費: 1,050千円)
2023年度: 780千円 (直接経費: 600千円、間接経費: 180千円)
2022年度: 2,470千円 (直接経費: 1,900千円、間接経費: 570千円)
2021年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
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| キーワード | Flameletモデル / 複数供給系 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
当量比や初期温度が異なる複数の供給系を組み合わせることで有害な窒素酸化物(NOx)を低減する燃焼技術が期待されている．低NOx燃焼器の排出物特性を実用的な計算コストで再現するため，Flameletモデルと圧縮性流体解析による数値シミュレーションが有望だが，本手法で用いる層流火炎のデータベースで複数供給系を表現することは挑戦的な課題である．本研究ではニューラルネットワークの活用や新たな流れの特徴量の導入により，上流の反応で変化した温度や化学組成が下流の反応に与える影響を考慮するFlameletモデルを構築し，複数供給系を有する実燃焼器を対象とした検証計算を実施する．
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| 研究実績の概要 |
本研究では、当量比や初期温度が異なる複数の供給系を組み合わせることで有害な窒素酸化物（NOx）を低減する低NOx燃焼器の燃焼現象の高速・高精度な再現に向けて、上流の反応で変化した温度や化学組成が下流の反応に与える影響を考慮することで複数供給系を表現するFlameletモデルの構築と検証を行う。二年目となる本年度は、複数供給系を考慮するFlameletモデルを用いた数値解析を現実的な計算コストで行うために必要となる「大規模Flameletテーブルの作成手順を効率化する自動化プログラムの試作」を行った。
また、2022年7月から2023年4月まで産休・育休を取得したことにより、当初の研究計画に遅れが生じている。2023年5月以降、当初予定していた「複数供給系を表現するFlameletモデルを用いた、多孔質円筒ノズルを用いた基礎燃焼試験を対象とする数値解析の実施」および前述した自動化プログラムの改良を進めていく。
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| 現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
4: 遅れている
理由
研究実績の概要でも述べた通り、2022年7月から2023年4月まで産休・育休を取得したことにより計画に遅れが生じた。当初の計画では「複数供給系を表現するFlameletモデルを用いた、多孔質円筒ノズルを用いた基礎燃焼試験を対象とする数値解析の実施」を予定していたが、本年度は本解析に必要となる「大規模Flameletテーブルの作成手順を効率化する自動化プログラムの試作」に留まったことから、進捗状況は「遅れている」とする。
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| 今後の研究の推進方策 |
2023年5月以降、複数供給系を表現するFlameletモデルを用い、多孔質円筒ノズルを用いた基礎燃焼試験を対象とする数値解析を実施し、一年目に得た解析結果および試験結果との比較考察を進めていく。また、本解析を実現するため、前年度に試作した大規模Flameletテーブルの作成手順を効率化する自動化プログラムの改良を行う。
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