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レーザ加熱火炎面曲率制御法によるGT燃焼器の不安定振動燃焼トリガー機構の研究

研究課題

研究課題/領域番号 26289042
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 熱工学
研究機関北海道大学

研究代表者

藤田 修  北海道大学, 工学研究院, 教授 (10183930)

研究協力者 ユン サンファン  北海道大学, 大学院工学院, DC学生
ノ テジュン  北海道大学, 大学院工学院, MC学生
研究期間 (年度) 2014-04-01 – 2018-03-31
研究課題ステータス 完了 (2017年度)
配分額 *注記
16,640千円 (直接経費: 12,800千円、間接経費: 3,840千円)
2017年度: 2,080千円 (直接経費: 1,600千円、間接経費: 480千円)
2016年度: 2,470千円 (直接経費: 1,900千円、間接経費: 570千円)
2015年度: 3,900千円 (直接経費: 3,000千円、間接経費: 900千円)
2014年度: 8,190千円 (直接経費: 6,300千円、間接経費: 1,890千円)
キーワード燃焼 / 予混合火炎 / 音響振動 / 不安定現象 / レーザ / 乱流火炎 / 火炎曲率 / ルイス数 / ガスタービン燃焼器 / 不安定性
研究成果の概要

ガスタービン燃焼器等で生じる不安定振動燃焼に関する基礎研究として、内径50mmの片側開放直管に予混合気を封入しその一端に着火した後に生じる燃焼振動現象の実験的観察を行った。管内を伝播する火炎は、混合気の燃料組成、燃焼速度、当量比、不活性ガス成分、Leにより種々の不安定モードを示すことがわかった。特に燃焼速度が増大すると火炎先端に規則的なセル構造が現れ、同時に急激な圧力振動を引き起こすことがわかった。この現象は、それに先だって生じる管内の圧力変動(主にPressure couplingによる)に誘起される音響速度のもとで火炎先端形状が特定の変形を示すことがきっかけとなって進展することが示された。

報告書

(5件)
  • 2017 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2016 実績報告書
  • 2015 実績報告書
  • 2014 実績報告書
  • 研究成果

    (24件)

すべて 2018 2017 2016 2015 2014 その他

すべて 国際共同研究 (2件) 雑誌論文 (6件) (うち国際共著 1件、 査読あり 5件、 謝辞記載あり 3件) 学会発表 (13件) (うち国際学会 6件) 備考 (3件)

  • [国際共同研究] Clean Combustion Research Center, KAUST(サウジアラビア)

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [国際共同研究] Univ. of Science and Technology of China(中国)

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [雑誌論文] Experimental Observation of Pulsating Instability under Acoustic Field in Downward-Propagating Flames at Large Lewis Number2018

    • 著者名/発表者名
      Sung Hwan Yoon, Longhua Hu, Osamu Fujita
    • 雑誌名

      Combustion and Flame

      巻: 188 ページ: 1-4

    • DOI

      10.1016/j.combustflame.2017.09.026

    • NAID

      120006783669

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Effects of Lewis number on generation of primary acoustic instability in downward-propagating flames2017

    • 著者名/発表者名
      Yoon,Sung Hwan, TaeJoon Noh, Osamu Fujita
    • 雑誌名

      Proceedings of the Combustion Institute

      巻: 36 号: 1 ページ: 1603-1611

    • DOI

      10.1016/j.proci.2016.09.013

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Onset Mechanism of Primary Acoustic Instability in Downward-Propagating Flames2016

    • 著者名/発表者名
      Yoon Sung Hwan, TaeJoon Noh, Osamu Fujita
    • 雑誌名

      Combustion and Flame

      巻: 170 ページ: 1-11

    • DOI

      10.1016/j.combustflame.2016.05.008

    • NAID

      120006491479

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] レーザ加熱法を用いた管内伝播予混合火炎の不安定性の研究2015

    • 著者名/発表者名
      藤田 修、Yoon SungHwan, 谷山由和
    • 雑誌名

      日本燃焼学会誌

      巻: 57 ページ: 174-182

    • NAID

      130006320806

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Initiation and formation of the corrugated structure leading to the self-turbulization of downward propagating flames in a combustion tube with external laser absorption2014

    • 著者名/発表者名
      Yoshikazu Taniyama, Osamu Fujita
    • 雑誌名

      Combustion and Flame

      巻: 161 号: 6 ページ: 1558-1565

    • DOI

      10.1016/j.combustflame.2013.12.002

    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Interaction between Propagation Speed and Flame Structure in Downward Cellular Propagating Flame in a Combustion Tube with CO2 Laser Irradiation2014

    • 著者名/発表者名
      Kira, Aguilar, Taniyama Yoshikaza, Ito Hiroyuki, Fujita Osamu
    • 雑誌名

      Combustion Science and Technology

      巻: 186 号: 10-11 ページ: 1434-1446

    • DOI

      10.1080/00102202.2014.934613

    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] Effect of geometrical parameters on thermo-acoustic instability of downward propagating flames in tubes2018

    • 著者名/発表者名
      Ajit Kumar Dubey, Yoichiro Koyama, Nozomu Hashimoto, Osamu Fujita
    • 学会等名
      The 37th International Symposium on Combustion
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] The curvature effect of downward propagating flame on the transition to secondary acoustic instability induced by external laser irradiation in a tube2018

    • 著者名/発表者名
      Chung Yongho, Osamu Fujita, Nozomu Hashimoto
    • 学会等名
      The 37th International Symposium on Combustion
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] Effect of geometrical parameters on thermo-acoustic stability of downward propagating flames in tubes2017

    • 著者名/発表者名
      DUBEY, Ajit Kumar, KOYAMA, Yoichiro, HASHIMOTO, Nozomu, FUJITA, Osamu
    • 学会等名
      第55回燃焼シンポジウム
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] Transition to Secondary Acoustic Instability induced by External Laser Irradiation in a Tube2017

    • 著者名/発表者名
      Chung Yongho, Nozomu Hashimoto, Osamu Fujita
    • 学会等名
      第55回燃焼シンポジウム
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] A Study on the Effect of Propagation Direction on Onset of Primary Acoustic Instability by Comparing Downward and Upward Propagating Premixed Flames in a Tube2016

    • 著者名/発表者名
      NOH, Taejoon, YOON, Sunghwan, FUJITA, Osamu
    • 学会等名
      第54回燃焼シンポジウム
    • 発表場所
      仙台国際センター(仙台市)
    • 年月日
      2016-11-23
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] The Comparative Study of Acoustic Instability of Downward and Upward Propagating Flame in a Tube2016

    • 著者名/発表者名
      TaeJoon NOH, SungHwan YOON, and Osamu FUJITA
    • 学会等名
      36th International Symposium on Combustion, Work-in Progress
    • 発表場所
      Seoul, Korea
    • 年月日
      2016-08-01
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Effects of Lewis number on acoustic instability of freely propagating flames in a tube2016

    • 著者名/発表者名
      SungHwan Yoon, TaeJoon Noh and Osamu Fujita
    • 学会等名
      International Symposium on Thermoacoustics in Gas Turbines and Rocket Engines
    • 発表場所
      Munich, Germany
    • 年月日
      2016-05-30
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Effect of Lewis number on Acoustic Instability in a Combustion Tube2016

    • 著者名/発表者名
      Sunghwan Yoon, Taejoon Noh, Osamu Fujita
    • 学会等名
      Conference of PRTEC 2016
    • 発表場所
      Hawaii, USA
    • 年月日
      2016-03-14
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Effects of Variation of the Flame Area and Natural Damping on Primary Acoustic Instability of Downward Propagating Flames in a Tube2015

    • 著者名/発表者名
      Sunghwan Yoon, Osamu Fujita
    • 学会等名
      25th The International Colloquium on the Dynamics of Explosions and Reactive Systems
    • 発表場所
      Leeds, UK
    • 年月日
      2015-08-02 – 2015-08-07
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] Effects of Variation of the Flame Area and Natural Damping on Primary Acoustic Instability of Downward Propagating Flames in a Tube2015

    • 著者名/発表者名
      Sunghwan Yoon, Osamu Fujita
    • 学会等名
      25th International Colloquium on the Dynamics of Explosions and Reactive Systems (ICDERS2015)
    • 発表場所
      Leeds, UK
    • 年月日
      2015-08-02
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] INTERACTION BETWEEN ACOUSTIC VIBRATION AND PROPAGATING FLAMES DEFORMED BY EXTERNAL LASER IRRADIATION IN A COMBUSTION TUBE2015

    • 著者名/発表者名
      Osamu Fujita, Yoshikazu Taniyama
    • 学会等名
      The 5th East Asia Mechanical and Aerospace Engineering Workshop
    • 発表場所
      Seoul, Korea
    • 年月日
      2015-05-28
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Effect of Lewis number on Acoustic Instability of Upward Propagating Ethylene Flames2015

    • 著者名/発表者名
      Taejoon Noh, Sunghwan Yoon, Osamu Fujita
    • 学会等名
      Korean Society of Combustion Research
    • 発表場所
      Suncheon, Korea
    • 年月日
      2015-05-21
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Yoon Sunghwan, 藤田修,A Study on Effects of Thermal Diffusion and Burning Velocity in Acoustic Instability2014

    • 著者名/発表者名
      Yoon Sunghwan, Osamu Fujita
    • 学会等名
      第52回燃焼シンポジウム(International session)
    • 発表場所
      岡山
    • 年月日
      2014-12-03 – 2014-12-05
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [備考] Acoustic Instability

    • URL

      http://labs.eng.hokudai.ac.jp/labo/lsu/project/acoustic-instability/

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書 2016 実績報告書
  • [備考] Acoustic Instability

    • URL

      http://mech-hm.eng.hokudai.ac.jp/~lsu/project/acoustic-instability/

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [備考] Acoustic Instability

    • URL

      http://mech-hm.eng.hokudai.ac.jp/~lsu/project/

    • 関連する報告書
      2014 実績報告書

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公開日: 2014-04-04   更新日: 2019-03-29  

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