| 研究課題/領域番号 |
15360122
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| 研究機関 | 山口大学 |
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研究代表者 |
小河原 加久治 山口大学, 工学部, 教授 (70211125)
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| 研究分担者 |
小嶋 直哉 山口大学, 工学部, 教授 (40091186)
西村 龍夫 山口大学, 工学部, 教授 (90136135)
三上 真人 山口大学, 工学部, 助教授 (20274178)
佐伯 壮一 山口大学, 大学院・医学研究科, 講師 (50335767)
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| キーワード | ピラガス法 / 予混合燃焼 / シンセテックジェット / 流れ制御 / 浮き上がり火炎 |
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| 研究概要 |
希薄予混合燃焼は燃焼温度が通常の予混合燃焼と比較すると低いため、NOx排出量を減少させることができる高効率な燃焼形態であることが知られている。しかし、希薄予混合燃焼は理論混合比より高い比率で空気を導入するために混合気中の燃料割合が高い部分と低い部分が混在し不安定燃焼を起こしやすい。本研究の目的は、この不安定燃焼をカオスと捉えカオス制御法を適用することで希薄予混合燃焼器の効率を飛躍的に高めることある。
15年度に完成させた光学センサーシステムとスピーカー型シンセティックジェットアクチュエータを供試燃焼器に取り付け制御実験を行った。光学センサーは高速度CCDカメラにより火炎全体を計測するシステムと、フォトダイオードアレイを使って燃焼ガスが放出する特定周波数の光を光学フィルターでとり出すスペクトロスコピー(分光計)を用いた。また、フォトダイオードアレイシステムより更に高速な単一フォトダイオードと光学ナローバンドフィルターを使ったシステムも開発した。アクチュエータはボイススピーカーを使ったシンセティックジェットを使用したが、プラズマシンセティックジェットアクチュエータ(PSJA)も開発を進めた。後者は燃焼制御アクチュエータとして有望であるが、動作特性等に未知な部分が多いため熱線風速計で詳細な実験を行い基礎データを収集した。また、数値実験によりPSJAによるピラガス制御の最適化に関して、翼後流などの基本的な流れ場での特性を調べ、PSJAの動作原理に関する重要な知見をえた。
最終的にセンサーからアクチュエータまでの能動制御系を構築し、ピラガス制御(ディレードフィードバック制御)により、不安定な浮き上がり火炎の安定化制御が可能であることを実証した。
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