| 研究課題/領域番号 |
17H01247
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| 研究機関 | 東京工業大学 |
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研究代表者 |
店橋 護 東京工業大学, 工学院, 教授 (40242276)
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| 研究分担者 |
志村 祐康 東京工業大学, 工学院, 准教授 (30581673)
源 勇気 東京工業大学, 工学院, 助教 (70769687)
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| 研究期間 (年度) |
2017-04-01 – 2021-03-31
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| キーワード | 乱流燃焼 / 火炎壁面干渉 / 表面反応モデル / 直接数値計算 / レーザ計測 |
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| 研究実績の概要 |
平成29年度は，数値的研究では，壁面近傍における火炎伝播の基本特性を解明するために，壁面に向かって伝播する層流火炎の直接数値計算を水素，メタン，ヘプタン燃料を対象として様々な予熱温度，壁面温度条件，着火位置条件下で実施した。予熱温度が壁面温度と同一な条件においては，壁面からの火炎位置が消炎距離より近くになると，どの燃料種においても火炎伝播速度が変極値を有し，その時刻における火炎伝播速度は，対応する層流燃焼速度に近くなることを解明した。これらの火炎伝播速度時間変化特性に関する物理的な機構の解明は現在取り組んでいる最中である。これまでに開発してきた詳細化学反応を考慮に入れた定容容器内乱流予混合火炎のDNSコードに超並列性能を考慮しながら表面反応機構を組込んだ。これまでに実施した壁面を伴う燃焼場を対象とした実験と同様な条件においてDNSを実行し，実験結果との比較から，表面反応モデルの妥当性及び表面反応の壁面近傍における火炎伝播の影響を検討した。ここで，壁面での化学的条件として，化学的に不活性な条件とラジカルが失活する条件についてDNSを行い，これらの表面反応モデルの特性を明らかにした。実験的研究では，乱流特性を制御可能な現有の定容容器燃焼器を対象として種々の層流条件におけるOHラジカル及びホルムアルデヒドの燃焼中間生成物を対象とした平面レーザ誘起蛍光法の計測から，当量比及び圧力が火炎構造に与える基礎的知見を獲得した。望遠顕微鏡を新たに導入し，壁面近傍の火炎構造計測を高い空間分解能で実現可能なPLIF計測法を構築するとともに，壁面材質および温度を変更可能な壁面を定容用燃焼器に組み込み，層流条件における光学計測から壁面近傍の燃焼速度や消炎距離特性等の検討を行った。
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| 現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
2: おおむね順調に進展している
理由
当初の計画通り，層流火炎を対象として反応機構を考慮して壁面近傍の燃焼特性を明らかにした。さらに，乱流火炎を対象とした研究についても計画通り検討を進めており，概ね順調に進展している。
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| 今後の研究の推進方策 |
研究は概ね順調に進んでおり，今後も研究計画に沿って，壁面近傍の火炎挙動の特性と物理的な機構の解明を進める。
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