| 研究概要 |
本研究の目的は,乱れた拡散火炎のミクロ構造の動的挙動をスカラー量の瞬時空間分布と流速乱れを関連させた実験的観測と非定常火炎の直接計算を援用することによって定量的にイメージ化し,それに基づいて乱流燃焼のモデルを達成することである.本研究を通じて以下の知見を得た.
(1) レ-リ散乱法による瞬時二次元温度測定を行うためにNd:YAGレーザとCCDカメラを用いて,ノズル出口における燃料のレイノルズ数が異なる乱流拡散火炎に適用し,瞬時二次元温度分布の測定と消炎の観測を行った.
(2) (1)の結果より,ノズル出口でのレイノルズ数が高くなるにつれて瞬時最高温度が低下する傾向にあること,低レイノルズ数の場合には火炎の内側で温度の変動が顕著であり,レイノルズ数の増加に伴い,火炎の内側,外側の順に温度変動が増加することを示した.
(3) 燃料側から局所噴流を付与し歪を与えた火炎では,噴流が衝突する部分で温度が低下し,局所消炎に至る場合もある.また酸化剤側から局所噴流を与えた火炎では逆に温度が上昇する.この事は数値計算,実験ともに観察された.
(4) 数値計算より,(3)の現象は,火炎曲率と関連した選択拡散の影響によりH_2の希釈または濃縮が生じることが主な原因であることが確かめられた.
(5) 火炎に準定常的な歪を与えた場合には,火炎曲率と関連した選択拡散の影響が顕著にあらわれ,これが消炎現象の主要因となるが,非定常的な歪を与えた場合,その非定常性が増加するに従って火炎曲率と関連した選択拡散の影響は小さくなる.
(6) 局所火炎最高温度は局所火炎伸張率では一意に決まらず,非定常的に伸張を受けると非常に大きな伸張を受けているにも関わらず高温を維持する瞬間が存在したり,また選択拡散の影響により小さい伸張で容易に消炎に至る場合が存在する.
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