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ガス爆発時における伝播火炎のフラクタル次元

研究課題

研究課題/領域番号 24310118
研究種目

基盤研究(B)

配分区分一部基金
応募区分一般
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, 理工学研究科, 准教授 (30447429)

研究分担者 野口 佳樹  龍谷大学, 理工学部, 講師 (10351347)
研究期間 (年度) 2012-04-01 – 2015-03-31
研究課題ステータス 完了 (2014年度)
配分額 *注記
18,980千円 (直接経費: 14,600千円、間接経費: 4,380千円)
2014年度: 2,990千円 (直接経費: 2,300千円、間接経費: 690千円)
2013年度: 4,030千円 (直接経費: 3,100千円、間接経費: 930千円)
2012年度: 11,960千円 (直接経費: 9,200千円、間接経費: 2,760千円)
キーワードガス爆発 / リスク評価 / 火炎伝播 / フラクタル次元 / 予混合火炎 / 不安定性 / フラクタル
研究成果の概要

ガス爆発事故の被害予測の精度向上を目的とし、火炎のフラクタル次元を簡便に求められる実験方法や理論解析方法について検討した。実験では、同心二重円筒による一次元火炎発生装置を用い、火炎伝播速度のスケール依存性からフラクタル次元を求める方法を確立した。この方法では、二重円筒間の狭い隙間にのみ可燃性ガスが存在するため、従来の大規模ガス爆発実験よりも簡便に実施できる。理論解析では、フラクタル次元が燃焼による体積膨張率に大きく依存することを明らかにし、体積膨張率からフラクタル次元を見積もる方法を確立した。本研究の成果により、ガス爆発のリスク評価を正確に、かつ簡便に実施できるようになると期待できる。

報告書

(4件)
  • 2014 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2013 実績報告書
  • 2012 実績報告書
  • 研究成果

    (18件)

すべて 2014 2013

すべて 雑誌論文 (4件) (うち査読あり 4件、 オープンアクセス 1件、 謝辞記載あり 1件) 学会発表 (14件)

  • [雑誌論文] Flame Propagation and Fractal Dimension in a Concentric Double Cylinders Apparatus2014

    • 著者名/発表者名
      Y. Noguchi, K. Nakamura, Y. Hagiwara, S. Hitomi, K. Kuwana
    • 雑誌名

      実験力学

      巻: 14 号: Special_Issue ページ: s101-s104

    • DOI

      10.11395/jjsem.14.s101

    • NAID

      130004687790

    • ISSN
      1346-4930, 1884-4219
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] 拡散・熱的および流体力学的不安定性のスケール効果2014

    • 著者名/発表者名
      柴山史門,桑名一徳
    • 雑誌名

      日本燃焼学会誌

      巻: 56

    • NAID

      130006320685

    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Lewis number effect on smoldering combustion of a thin solid2014

    • 著者名/発表者名
      Kazunori Kuwana, Genichiro Kushida, Yosuke Uchida
    • 雑誌名

      Combustion Science and Technology

      巻: 186 号: 4-5 ページ: 466-474

    • DOI

      10.1080/00102202.2014.883220

    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Fractal structures of hydrodynamically unstable and diffusive-thermally unstable flames2013

    • 著者名/発表者名
      Kenji Mukaiyama, Shimon Shibayama, Kazunori Kuwana
    • 雑誌名

      Combustion and Flame

      巻: 160 号: 11 ページ: 2471-2475

    • DOI

      10.1016/j.combustflame.2013.05.017

    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] 同心二重円筒装置における伝ぱ火炎の不安定性がフラクタル次元に及ぼす影響2014

    • 著者名/発表者名
      萩原耀介,人見誠也,野口佳樹,桑名一徳
    • 学会等名
      第52回燃焼シンポジウム
    • 発表場所
      岡山コンベンションセンター(岡山県岡山市)
    • 年月日
      2014-12-03 – 2014-12-05
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] Parametric study on the smoldering combustion of a thin solid in a narrow space2014

    • 著者名/発表者名
      Y. Uchida, K. Kuwana, G. Kushida
    • 学会等名
      35th International Symposium on Combustion
    • 発表場所
      San Francisco, USA
    • 年月日
      2014-08-03 – 2014-08-08
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書 2013 実績報告書
  • [学会発表] 薄い固体のスモルダリング燃焼に関する安定解析2014

    • 著者名/発表者名
      桑名一徳,櫛田玄一郎
    • 学会等名
      第51回日本伝熱シンポジウム
    • 発表場所
      アクトシティ浜松(静岡県浜松市)
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] Flame propagation and fractal dimension in a concentric double cylinders apparatus2013

    • 著者名/発表者名
      Yoshiki Noguchi, Keizo Nakamura, Yosuke Hagiwara, Seiya Hitomi, Kazunori Kuwana
    • 学会等名
      8th International Symposium on Advanced Science and Technology in Experimental Mechanics
    • 発表場所
      戦災復興記念館(宮城県仙台市)
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] Lewis number effect on smoldering combustion of a thin solid2013

    • 著者名/発表者名
      Kazunori Kuwana, Genichiro Kushida, Yosuke Uchida
    • 学会等名
      8th Mediterranean Combustion Symposium
    • 発表場所
      Cesme, Turkey
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] Scale effect on the smoldering propagation over a thin solid: part I. experimental observations2013

    • 著者名/発表者名
      Yosuke Uchida, Kazunori Kuwana, Genichiro Kushida
    • 学会等名
      7th International Symposium on Scale Modeling
    • 発表場所
      弘前大学(青森県弘前市)
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] Scale effect on the smoldering propagation over a thin solid: part II. a simple numerical model2013

    • 著者名/発表者名
      Kazunori Kuwana, Genichiro Kushida, Yosuke Uchida
    • 学会等名
      7th International Symposium on Scale Modeling
    • 発表場所
      弘前大学(青森県弘前市)
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] Influence of gravity level on the speed of a premixed flame2013

    • 著者名/発表者名
      Shoichi Ibaraki, Kazunori Kuwana
    • 学会等名
      9th Asia-Pacific Conference on Combustion
    • 発表場所
      Gyeongju, Korea
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] Effects of diffusive-thermal instability and hydrodynamic instability on the flame propagation behavior2013

    • 著者名/発表者名
      Shimon Shibayama, Kazunori Kuwana
    • 学会等名
      9th Asia-Pacific Conference on Combustion
    • 発表場所
      Gyeongju, Korea
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] 固体のスモルダリング燃焼のパラメータ依存性2013

    • 著者名/発表者名
      内田洋輔,桑名一徳,櫛田玄一郎
    • 学会等名
      第51回燃焼シンポジウム
    • 発表場所
      大田区産業プラザ(東京都大田区)
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] 火炎面不安定性の影響下における火炎伝播速度とスケール依存性の数値解析2013

    • 著者名/発表者名
      柴山史門,桑名一徳
    • 学会等名
      第51回燃焼シンポジウム
    • 発表場所
      大田区産業プラザ(東京都大田区)
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] 大規模ガス爆発時の火炎伝播速度におよぼす浮力の影響2013

    • 著者名/発表者名
      桑名一徳,茨木翔一
    • 学会等名
      第46回安全工学研究発表会
    • 発表場所
      サンポートホール高松(香川県高松市)
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] 微小重力環境下での薄い固体に沿ったスモルダリング燃焼のモデル化2013

    • 著者名/発表者名
      桑名一徳,櫛田玄一郎
    • 学会等名
      日本機械学会 熱工学コンファレンス2013
    • 発表場所
      弘前大学(青森県弘前市)
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] 同心二重円筒装置における火炎伝ぱとフラクタル次元2013

    • 著者名/発表者名
      萩原耀介,中村啓造,人見誠也,野口佳樹,桑名一徳
    • 学会等名
      日本実験力学会2013年度年次講演会
    • 発表場所
      由利本荘市文化交流館(秋田県由利本荘市)
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書

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公開日: 2012-04-24   更新日: 2019-07-29  

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