圧力波入射により形状変化する噴流拡散火炎の直接数値計算と燃焼振動メカニズムの解明

• 研究課題/領域番号: 24K07345
• 研究種目: 基盤研究(C)
• 配分区分: 基金
• 応募区分: 一般
• 審査区分: 小区分19020:熱工学関連
• 研究機関: 帝京大学
• 研究代表者: 錦 慎之助 帝京大学, 理工学部, 講師 (30361934)
• 研究期間 (年度): 2024-04-01 – 2027-03-31
• 研究課題ステータス: 交付 (2024年度)
• 配分額: 4,160千円 (直接経費: 3,200千円、間接経費: 960千円); 2026年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円); 2025年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円); 2024年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円)
• キーワード: 噴流拡散火炎 / 音響励振 / バロクリニック渦 / 燃焼振動 / 直接数値計算

研究開始時の研究の概要

脱炭素化に向けて様々な取り組みが行われている。希薄予混合燃焼において火炎と圧力波が干渉することによって燃焼振動が発生すると指摘されるが、その発生メカニズムは十分に解明されていない。
噴流拡散火炎に対して垂直方向から音響励振（音波）を与える実験では、火炎が分岐する現象や火炎長が短くなる現象が報告されている。これらの現象の要因として、密度勾配と圧力勾配で生じる「バロクリニック渦」の影響が検討されている。本研究では、直接数値計算により実験で見られた現象を再現し、計算データに基づき、圧力波が火炎に作用する物理現象を明らかにする。特に、バロクリニック渦の発生と、それが火炎構造に及ぼす影響を明確にする。