乱流予混合火炎における乱れの増幅作用の解明

2000 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 10650230
• 研究機関: 東京都立工業高等専門学校
• 研究代表者: 古川 純一 東京都立工業高等専門学校, 機械工学科, 教授 (70173523)
• キーワード: 燃焼 / 予混合火炎 / 火炎構造 / 乱流 / レーザ流速計 / 静電探針

研究概要

本研究では、レーザ流速計と静電探針の同時計測により、reaction-sheet regimeの乱流予混合火炎における乱れの増幅作用を解明することを目的としている。
乱流火炎帯における局所的なガス流速はレーザ流速計により、火炎面の挙動は三つの受感部を有する静電探針により計測することができ、これらを組み合わせて使用することにより、火炎面の前後で局所的なガス流速が変化するようすを計測することが可能となる。さらに、速度変動のパワースペクトル密度関数を調べることにより、火炎面の前後で乱れが変化するようすを明らかにすることができる。
その結果、(1)火炎面における発熱による熱膨張のために、燃焼ガス流中の乱れは、approach flow中と比べると、火炎面の変動周波数と同じ周波数領域の運動エネルギが増加し、それよりも高周波数領域の運動エネルギが減少すること、(2)局所的なガス流速は火炎面に垂直方向に増加するために、approach flow中ではほぼ等方性の乱れが燃焼ガス流中では非等方性の乱れになること、さらに、(3)このようすは乱流火炎帯の場所によって異なること、などを明らかにした。

研究成果

• [文献書誌] Furukawa J.,ほか2名: "Investigation of Flame Generated Turbulence in a Large-scale and Low-intensity Turbulent Premixed Flame with a 3-Element Electrostatic Probe and a 2-D LDV"Combustion Science and Technology. 154. 163-178 (2000)
• [文献書誌] 野口佳樹 ほか2名: "乱流予混合火炎におけるFlame Generated Turbulence"燃焼の科学と技術. 8巻2号. 97-106 (2000)
• [文献書誌] 岡本京子 ほか2名: "乱れの積分スケールの計測精度に及ぼすデータの量及びサンプリング周波数影響"燃焼の科学と技術. 8巻2号. 107-119 (2000)
• [文献書誌] 野口佳樹 ほか4名: "乱流予混合火炎の乱れの増幅におよぼす火炎面の局所的な挙動の影響"日本機械学会論文集. (掲載予定). (2001)
• [文献書誌] Furukawa J.,ほか3名: "Measurements of Burning Velocities of Flamelet in a Turbulent Premixed Flame"Proc.of 3rd Asia-Pacific Conference on Combustion. (in press). (2001)
• [文献書誌] Hirano T.,and Furukawa J.,: "Appropriate Use and Basic Characteristics of Electrostatic Probes"Proc.of 18th International Colloquium on the Dynamics of Explosions and Reactive System. (in press). (2001)
• [文献書誌] Furukawa J.,ほか3名: "Investigation of Flamelets in a Turbulent Premixed Flame with a 4-Element Electrostatic Probe and 2-D LDV"Proc.of 18th International Colloquium on the Dynamics of Explosions and Reactive System. (in press). (2001)