| 研究概要 |
本年度はまず,噴流火炎において,火炎により生じた密度変化と乱流との相互作用によるバロクリニック渦生成過程を明らかにするために,円形ノズル上に形成される水素噴流火炎を対象として,渦粘性型乱流モデルと火炎面モデルに基づくラージエディーシミュレーションを実施した.これにより,速度および各種スカラー量分布の時間変化を計算した.さらに、同一の条件における水素噴流火炎内流動および温度分布をLDVおよび熱電対により計測し、計算結果と比較することによりその妥当性について検討した.また,数値解析結果に基づいて乱れ生成速度を求めることにより,密度加重レイノルズ応力がせん断層の燃料流側で最大となり,その結果,乱れの生成が主に燃料流内で起こることなどを明らかにした.さらに,火炎帯近傍の燃料流側に互いに反転する渦対が生じれば,これによって周囲空気が噴流内部に引き込まれ,火炎面は湾曲し,正負の渦度の極値とほぼ同じ位置に,それらと同符号のバロクリニックトルクによる渦生成速度の極値が存在していることから,火炎との相互作用によって渦対がさらに強められて,燃料-空気の混合が進行することを明らかにした.
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