遷臨界状態におけるロケットエンジンの燃焼不安定性の解明とモデリング

• 研究課題/領域番号: 24K01075
• 研究種目: 基盤研究(B)
• 配分区分: 基金
• 応募区分: 一般
• 審査区分: 小区分24010:航空宇宙工学関連
• 研究機関: 東京大学
• 研究代表者: 中谷 辰爾 東京大学, 大学院工学系研究科(工学部), 准教授 (00382234)
• 研究分担者: 津江 光洋 東京大学, 大学院工学系研究科(工学部), 教授 (50227360)
• 研究期間 (年度): 2024-04-01 – 2028-03-31
• 研究課題ステータス: 交付 (2024年度)
• 配分額: 18,460千円 (直接経費: 14,200千円、間接経費: 4,260千円); 2027年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円); 2026年度: 3,120千円 (直接経費: 2,400千円、間接経費: 720千円); 2025年度: 4,030千円 (直接経費: 3,100千円、間接経費: 930千円); 2024年度: 9,880千円 (直接経費: 7,600千円、間接経費: 2,280千円)
• キーワード: ロケットエンジン / 超臨界 / 物理法則を組み込んだ機械学習 / 燃焼不安定性 / メタン

研究開始時の研究の概要

液体メタン/液体酸素を推進剤とするロケットエンジン環境における燃焼試験および数値解析を実施する．ピントル型噴射器を有するロケットエンジンモデル燃焼器において，OH*化学発光挙動と高圧力で顕著となるブロードなCO2*等の化学発光に着目し高速度分光や画像測定を行う．燃焼不安定性の遷移現象に対して画像などの観測空間データを低次元の潜在空間に写像し，物理法則を組み込んだ機械学習手法を構築することで，特徴量を抽出しメカニズムを明らかにする．また，乱流燃焼モデルや実在気体効果を考慮し安定した数値解析手法の構築を行う．実験と数値解析により，ロケットエンジン燃焼器内の燃焼ダイナミクスを明らかにする．