| 研究課題/領域番号 |
04650197
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| 研究種目 |
一般研究(C)
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| 配分区分 | 補助金 |
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| 研究分野 |
熱工学
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| 研究機関 | 宮崎大学 |
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研究代表者 |
田坂 英紀 宮崎大学, 工学部, 教授 (80016485)
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| 研究分担者 |
長瀬 慶紀 都城工業高等専門学校, 講師 (90180489)
田島 博士 宮崎大学, 工学部, 助手 (70179688)
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| 研究期間 (年度) |
1992 – 1993
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| キーワード | 内燃機関 / シリンダ内流れ / シミュレーション / 可視化 / 3次元 / 色層 |
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| 研究概要 |
省エネルギーや地球規模の環境汚染対策としては、熱エネルギーの有効利用が最も効果があり、エネルギー変換の多くの部分を担っている熱機関の効率と燃焼性の向上が重要である。従来より乱流燃焼の解析には、燃焼と密接な関係にあるエンジン内の流速の予測または計測が必要であり、近年は詳細な計測やより厳密な予測計算が多く行われるようになってきている。本研究では、平均的な流れを簡便に早く予測するために簡易モデル(領域分割したモデルにより角運動量と摩擦トルクから平均的な流速を求める)によるシミュレーションを実施しているが、この検証が十分ではないこと、およびシミュレーションの具体的な使用例が十分ではないことから、計算上の問題点を解決しつつ、実験値との比較を行うために従来より開発してきた色層可視化(色層によって深さ方向の情報を得る)の方法を利用して、モデル装置における3次元的な流速測定を行い、シミュレーションとの対比によりその検討を行うこととした。
色層可視化計測の実験は光学系の再設計や製作に思いの他時間を浪費し、部分的にモデル実験は行えたものの、測定精度などに多くの問題を残し、不本意ながら殆ど進展は見られなかった。シミュレーションについては、まず内燃機関のシリンダー内に流入する気体がガス流動(旋回流)としての運動量にどの程度変換されるかを定常流モデル装置によって実験的に求めた。また、計算では内燃機関の弁時期がシリンダー内に流入する新気の量を左右するとともに、弁時期によっては同じ新気流入量であっても筒内流動を増減させる効果があることを明らかにすることができ、一応の成果があげられた。総合的に評価すると、シミュレーション計算ではある程度の新知見が得られたものの、シミュレーションの検証という重要なテーマについては殆ど進展がなく、悔いの残る結果となった。今後の課題として継続的に取り組んでいきたい。
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