低負荷・高精度な爆発シミュレータの開発

• 研究課題/領域番号: 22710158
• 研究種目: 若手研究(B)
• 配分区分: 補助金
• 研究分野: 社会システム工学・安全システム
• 研究機関: 山形大学
• 研究代表者: 桑名 一徳 山形大学, 大学院・理工学研究科, 准教授 (30447429)
• 研究期間 (年度): 2010 – 2011
• 研究課題ステータス: 完了 (2011年度)
• 配分額: 3,770千円 (直接経費: 2,900千円、間接経費: 870千円); 2011年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円); 2010年度: 2,470千円 (直接経費: 1,900千円、間接経費: 570千円)
• キーワード: 爆発 / 事故 / 被害予測 / 数値流体力学 / 予混合火炎 / 不安定性 / 火炎伝播 / CFD / フラクタル / 安全 / 燃焼 / 爆発被害 / リスク評価 / 安全工学

研究概要

低負荷・高精度な爆発シミュレータの開発のために,漏洩拡散モジュールおよび火炎伝播モジュールの開発そして各モデルの妥当性の確認を行った.漏洩拡散モジュールでは,配管等から漏洩した可燃性液体が微粒化,蒸発して生じた可燃性気体が空気と混合し,爆発性の混合気が形成される過程をモデル化した.火炎伝播モジュールでは,不安定性による火炎伝播速度の上昇をフラクタル次元を用いて表現するモデルを構築した.また,フラクタル次元を容易に求める方法について検討した.

研究成果

• [雑誌論文] A numerical method to predict flame fractal dimension during gas explosion (2013)
  • 著者名/発表者名: Y. Wada, K. Kuwana
  • 雑誌名: Journal of Loss Prevention in the Process Industries 巻: 26 号: 2 ページ: 392-395
  • DOI: 10.1016/j.jlp.2011.11.006
  • 査読あり
• [雑誌論文] Scale effect of flame instability mechanisms on propagation velocity (2013)
  • 著者名/発表者名: K. Mukaiyama, K. Kuwana
  • 雑誌名: Journal of Loss Prevention in the Process Industries 巻: 26 号: 2 ページ: 387-391
  • DOI: 10.1016/j.jlp.2011.10.003
  • 査読あり
• [雑誌論文] Propagation Velocity and Fractal Structure of Premixed Flame during Gas Explosion (2012)
  • 著者名/発表者名: Y. Wada, K. Kuwana
  • 雑誌名: JOURNAL OF CHEMICAL ENGINEERING OF JAPAN 巻: 45 号: 10 ページ: 823-828
  • DOI: 10.1252/jcej.11we165
  • NAID: 130001858864
  • ISSN: 0021-9592, 1881-1299
  • 査読あり
• [雑誌論文] Propagation velocity and fractal structure of premixed flame during gas explosion (2012)
  • 著者名/発表者名: Y.Wada, K.Kuwana
  • 雑誌名: Journal of Chemical Engineering of Japan 巻: (掲載決定)(印刷中)
  • NAID: 130001858864
  • 査読あり
• [雑誌論文] Toward risk assessment of explosion hazard : experimental determination of flame fractal dimension (2011)
  • 著者名/発表者名: D. Takeda, W. K. Kim, Y. Wada, K. Kuwana, T. Mogi, R. Dobashi
  • 雑誌名: Advanced Materials Research 巻: 320 ページ: 151-155
  • DOI: 10.4028/www.scientific.net/amr.320.151
  • 査読あり
• [学会発表] Scale effect of premixed flame deflagration (2011)
  • 著者名/発表者名: K. Mukaiyama, K. Kuwana
  • 学会等名: 4th International Symposium on Energetic Materials and Their Applications
  • 発表場所: 自治会館(沖縄県)
  • 年月日: 2011-11-16
• [学会発表] 小規模実験によるガス爆発時の火炎フラクタル次元の測定 (2011)
  • 著者名/発表者名: 和田悠香里, 金佑勁, 竹田大祐, 桑名一徳, 茂木俊夫, 土橋律
  • 学会等名: 化学工学会・第43回秋季大会
  • 発表場所: 名古屋工業大学(愛知県)
  • 年月日: 2011-09-14
• [学会発表] 火炎伝播挙動における火炎面不安定性の影響 (2011)
  • 著者名/発表者名: 向山健司, 桑名一徳
  • 学会等名: 化学工学会・第43回秋季大会
  • 発表場所: 名古屋工業大学(愛知県)
  • 年月日: 2011-09-14
• [学会発表] Interface instability during premixed flame propagation (2010)
  • 著者名/発表者名: K. Kuwana, Y. Wada
  • 学会等名: 10th International Symposium on Advanced Fluid Information and Transdisciplinary Fluid Integration
  • 発表場所: 仙台国際センター(宮城県)
  • 年月日: 2010-11-01