| 研究概要 |
地球規模のエネルギー問題と環境保全を考えるとき,燃焼エネルギーの有効利用と燃焼排出物の低減を両立させる方法を確立することが必要で,このためには燃焼機構の解明と制御法の確立が不可欠である.
本研究は乱流予混合燃焼を対象として,化学反応と乱流運動の関わりを明らかにし,さまざまな反応素過程と乱れ強度の組み合わせによる火炎構造の変化に関する知見を得,乱流予混合燃焼の機構を解明することを目的の一つとし,さらにこれらの知見を燃焼の制御に役立てるために,そのモデリングを行おうとするものである.実験およびモデリングによる数値解析の結果,以下の結論が得られた.
1)希薄混合気の採用による反応強度の低い場合の火炎構造を詳細に観察した結果,乱れが弱くても当量比が希薄になるにつれ,火炎構造はしわ状層流火炎構造から分散反応領域構造に変化し,乱れの時間スケールを短縮する方法と,化学反応の時間スケールを増大する二つの方法によって出現する火炎構造が類似であることが分かった.
2)本研究で提案した燃焼反応モデルは,ダムケラ数の大小によって化学反応支配の燃焼率と,乱流混合支配の燃焼率の寄与割合を与えるもので,燃焼器内の局所の乱れの状態に即して反応量が予測可能で,乱流火炎特有のなだらかな平均温度分布の予測が可能となった.問題点として,局所ダムケラ数の計算に用いられる乱れの長さスケールが,実際の乱流場の状況を的確に表現しているかどうか,乱流モデルの検討が必要である.
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