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2019 年度 実績報告書

ISS実験研究成果の社会還元のための噴霧シミュレータ開発と噴霧物理解明

研究課題

研究課題/領域番号 17H03481
研究機関島根大学

研究代表者

新城 淳史  島根大学, 学術研究院理工学系, 教授 (10358476)

研究分担者 梅村 章  公益財団法人名古屋産業科学研究所, 研究部, 上席研究員 (60134152)
研究期間 (年度) 2017-04-01 – 2020-03-31
キーワード推進・エンジン / シミュレーション工学 / 国際宇宙ステーション(ISS) / 流体工学 / 噴霧燃焼
研究実績の概要

令和1年度は最終年度であり、自動車エンジン作動条件に近付けて実施した蒸発噴霧・燃焼噴霧の結果を中心に、噴霧の条件をいくつか変えて解析を実施した。すでに昨年度に本手法の有効性は基本的に確認されているため、より細かい現象について条件による違い、例えば入口乱流条件の違いおよび噴射孔の形状を変えた解析を行った。また、より一般性を高めるために直交ではない一般形状の格子トポロジーでの適用可否および計算負荷軽減のために産業界から要望のあるサブグリッド液滴のパーセル化についても検討した。その結果、条件の違いによる現象の違いは物理的に妥当な結果になった。一般形状格子への適用にも問題がないことが確認され、より複雑な形状にも適用可能であることを確認した。サブグリッド液滴のパーセル化は、いくつかのパーセル化レベルを検証したが、極端に数を減らすパーセル化を行わない限り、計算負荷を若干下げながらも計算精度には大きな影響を与えないことが分かった。以上により、産業界でのターンアラウンド時間の短い解析に有効であり、その適用に道筋をつけた。
本研究の成果である論文(Shinjo & Umemura, Combustion and Flame, 2019)は2019年度日本燃焼学会の論文賞を受賞した。これは、本研究の重要性が認識された結果である。本研究で開発したコードを産業界でのエンジン解析に実装できるよう効率化も一定程度進められた。このため、社会還元という意味でもインパクトある結果になったと考えている。

現在までの達成度 (段落)

令和元年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

令和元年度が最終年度であるため、記入しない。

  • 研究成果

    (4件)

すべて 2019 その他

すべて 国際共同研究 (1件) 雑誌論文 (1件) (うち国際共著 1件、 査読あり 1件) 学会発表 (1件) (うち国際学会 1件) 備考 (1件)

  • [国際共同研究] 北京理工大学(中国)

    • 国名
      中国
    • 外国機関名
      北京理工大学
  • [雑誌論文] Detailed nonlinear dynamics of the liquid spike development in gaseous medium caused by a three-dimensional Rayleigh-Taylor instability2019

    • 著者名/発表者名
      Q. Wu, Y. Li, J. Shinjo
    • 雑誌名

      International Journal of Multiphase Flow

      巻: 120 ページ: 103107

    • DOI

      https://doi.org/10.1016/j.ijmultiphaseflow.2019.103107

    • 査読あり / 国際共著
  • [学会発表] Early development of spray formation and autoignition by hybrid LES2019

    • 著者名/発表者名
      J. Shinjo, A. Umemura
    • 学会等名
      12th Asia-Pacific Conference on Combustion
    • 国際学会
  • [備考] 熱流体工学研究室ウェブページ

    • URL

      http://www.ecs.shimane-u.ac.jp/~jshinjo/index.html

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公開日: 2021-01-27  

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