燃焼の制御に関する基礎研究

1989 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 01627003
• 研究機関: 東京大学
• 研究代表者: 染谷 常雄 東京大学, 工学部, 教授 (30010680)
• 研究分担者: 飯田 訓正 慶応義塾大学, 理工学部, 講師 (60137982) ; 大聖 泰弘 早稲田大学, 理工学部, 教授 (00103614) ; 三輪 恵 徳島大学, 工学部, 教授 (00026147) ; 西脇 一宇 立命館大学, 理工学部, 教授 (20025969) ; 嶋本 譲 京都大学, 工学部, 教授 (40032916)
• キーワード: 燃焼制御 / 拡散燃焼 / 噴霧燃焼 / 乱流混合 / 微粒子 / プラズマジェット / 反応温度境界層 / 数値シミュレーション

研究概要

各研究項目毎の本年度の研究実績を以下に記す。
1.定常噴流拡散火炎にパルス状の空気プラズマジェットを照射した際の、火炎中の微粒子の挙動を検討した。その結果、ジェット照射部のすすが急減すること、またすすの減少とプラズマジェットにより注入・生成されたOHラジカルの間に大きな相関があることが分かった。(染谷)
2.2次元衝突噴流の高精度計算を行い、過渡的噴流では先端部で生成される一対の大きな渦の挙動が混合過程に大きな影響を及ぼすことを明らかにした。またκーεモデルにより2次元燃焼器モデル内流動を解析し、空気流入路形状が乱れと濃度分布に及ぼす影響を求めた。(嶋本)
3.乱流拡散燃焼における壁面近傍の反応温度境界層を消炎及び熱伝達の観点から一次元モデルで解析し、またレーザシュリーレン法によって実験解析した。その結果、壁が高温になるほど熱流束が高くなる場合と低くなる場合があることを見出し、その条件を明らかにした。(西脇)
4.急速圧縮装置により高温高圧中の非定常噴霧の着火遅れと熱分解過程を調べた。その結果、着火遅れ期間内でも温度が800Kを越えると不飽和低級炭化水素が高濃度で生成されて着火遅れが短くなり、また熱分解成分は予混合燃焼期の初期に殆ど消費されることが分かった。(三輪)
5.過濃な均一予混合気の圧縮着火燃焼を実現し、熱発生過程で微粒子が急激に生成されることを明らかした。また、微粒子は直鎖系燃料のベンゼンの添加により急激に生成されること、軽油では高沸点成分からの可溶性有機成分の生成割合が大きいことなどを確認した。(大聖)
6.急速圧縮装置により実現した高温高圧下の噴霧火炎を対象として、二色法による火炎温度測定、透過光減衰法による火炎中に生じる微粒子の可視化測定を行い、雰囲気の組成(酸素濃度、炭酸ガス濃度)が燃焼及び微粒子生成過程に及ぼす影響について明らかにした。(飯田)

研究成果

• [文献書誌] A.Azetsu et.al.: "A Study on the Structure of Diesel Spray(2-D Visualization of the non-evaporating Spray)" Proceedings of COMODIA 90. (1990)
• [文献書誌] 嶋本譲 他: "四サイクル機関の吸気弁孔流路内流れの予測(第3報、Porosity法適用による精度向上)" 日本機械学会論文集(B編). 55. 3246-3250 (1989)
• [文献書誌] 嶋本譲 他: "四サイクル機関の吸気弁孔流路内流れの予測(第4報、弁出口境界取扱方法の改良)" 日本機械学会講演概要集. No.890ー50. 337 (1989)
• [文献書誌] 脇坂知行 他: "四サイクル機関の圧縮上支点付近の乱れに及ぼす吸気行程における流動の影響。" 日本機械学会講演概要集. No.890ー50. 335-336 (1989)
• [文献書誌] T.Wakisaka et.al.: "Simulating High-Reynolds Number Flows through Constricted Passages by means of Third-Order Upwind Differencing" Proc.International Symposium on Computational Fluid Dynamics-Nagoya. 808-813 (1989)
• [文献書誌] 一色美博 他: "多シリンダ機関における吸入特性の数値予測(シリンダ間の体積効率、スワール比のばらつき予測)" 第8回内燃機関合同シンポジウム講演論文集. 225-230 (1990)
• [文献書誌] 脇坂知行 他: "任意形状燃焼室内流動解析のための計算手法" 第8回内燃機関合同シンポジウム講演論文集. 231-236 (1990)
• [文献書誌] 萩原岳史 他: "高温燃焼室壁における熱損失の理論解析" 日本機械学会講演概要集. No.890ー50. 378-379 (1989)
• [文献書誌] 萩原岳史 他: "セラミックエンジンの燃焼室熱流束に関する理論解析" 第8回内燃機関合同シンポジウム講演論文集. 351-356 (1990)
• [文献書誌] 上田誉司 他: "直接噴射式ディーゼル機関の排出微粒子に及ぼすスワールの影響" 第8回内燃機関合同シンポジウム講演論文集. 13-18 (1990)
• [文献書誌] 倉田修 他: "濃予混合気によるすす発生のための燃焼装置の開発" 日本機械学会第67期通常総会講演概要集. (1990)
• [文献書誌] 河野晴之 他: "非定常燃料噴霧の混合気形成に関する数値シミュレーション" 第8回内燃機関合同シンポジウム講演論文集. 45-50 (1990)
• [文献書誌] 内田登 他: "リエントラント型燃焼室におけるディーゼル燃焼と排気" 自動車技術会学術講演会前刷集. No.892. 33-36 (1989)
• [文献書誌] 渡辺潤二郎 他: "急速圧縮装置による噴霧の燃焼とすすの生成(雰囲気組成が燃焼及び微粒子生成過程に及ぼす影響)" 第27回燃焼シンポジウム講演論文集. 474-475 (1989)
• [文献書誌] 飯田訓正 他: "酸素及び不活性ガス給気によるDIディーゼル機関の微粒子とNOxの低減効果" 第8回内燃機関合同シンポジウム講演論文集. 81-86 (1990)
• [文献書誌] N.Iida et.al.: "Experimental Study of Transient Gas Jet Impinging on a Wall" SAE Paper 900479. (1990)