| 研究概要 |
現在,地球環境問題に関連し,燃焼現象の科学的解明は緊急の課題となっている.なかでも実用的に最も多く用いられている乱流火炎は,時間的および空間的に激しく変動し極めて複雑な構造となるため,未だほとんど解明されていない.本研究では,このような乱流火炎に対する「拡張Laminar Flamelet Model」に基づく組み合せ法を用いた精密科学的な数値解析手法を開発し,乱流火炎の燃焼特性や有害大気汚染物質生成機構を解明し,同時に,レーザ誘起蛍光法による火炎中の瞬間OH濃度の連続画像計測システムを構築し,測定結果を数値解析結果と比較検討することにより,本手法の妥当性を検証することに取り組んだ.
1.乱流および反応モデルを用いた手法の調査
まず,従来の現象論的な手法を含め,乱流および反応モデルを用いた手法について調査し,特に,実用的な燃焼器に対する乱流燃焼数値解析コードを洗い出した.また,乱流燃焼理論における最新の成果について調査を行った.
2.組み合せ法の改良と計算の実施
厳密な流体力学と詳細な反応動力学から成る反応性ガス力学を適用し,「拡張Laminar Flamelet Model」に基づく組み合せ法を用いた精密科学的な数値解析手法を確立した.
非定常層流火炎として,対向流拡散火炎に非定常変動を加えた場合や二次元の遷移域噴流拡散火炎の場合に対して,その火炎構造の時間的変化について検討した.この計算では,現有設備のパーソナルコンピュータを用いた.
3.組み合せ法の検証のための実験装置の製作
数値計算に対応する実験を実施するために,現有のパルスレーザ計測システムと高感度CCDカメラにより,高速度・高分解能の計測システムを構築した.
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