高解像複合光学計測と大規模グリッドDNSによる成層・混相乱流燃焼の構造解明と制御

2010 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 18106004
• 研究種目: 基盤研究(S)
• 配分区分: 補助金
• 研究分野: 熱工学
• 研究機関: 東京工業大学
• 研究代表者: 宮内 敏雄 東京工業大学, 大学院・理工学研究科, 教授 (50016664)
• 研究分担者: 店橋 護 東京工業大学, 大学院・理工学研究科, 准教授 (40242276) ; 小酒 英範 東京工業大学, 大学院・理工学研究科, 准教授 (50225413)
• 研究期間 (年度): 2006 – 2010
• キーワード: 環境技術 / 二酸化炭素排出削減 / エネルギー効率化

研究概要

各種燃焼器の高効率化と低環境負荷化は,近年問題となっている地球・都市環境問題の解決に必要不可欠である.本研究では,世界最大級の高精度数値シミュレーションと種々のレーザ計測技術を組み合わせた世界最先端の高解像複合光学計測を用いて,実用燃焼器の高効率化と低環境負荷化に重要となる成層・混相乱流燃焼機構を明らかにし,それに基づく燃焼制御法を提案した.

研究成果

• [雑誌論文] Simultaneous Dual-plane CH PLIF, Single-Plane OH PLIF, Dual-plane Stereoscopic PIV Measurements in Methane-Air Turbulent Premixed Flames (2011)
  • 著者名/発表者名: M.Shimura, T.Ueda, G.-M.Choi, 店橋護, 宮内敏雄
  • 雑誌名: Proceedings of the Combustion Institute Vol.33 ページ: 775-782
  • 査読あり
• [雑誌論文] DNS Investigation on Autoignition and Flame Propagation in HCCI Combustion (2011)
  • 著者名/発表者名: H.Fukumoto, T.Seo, M.Shimura, N.Fukushima, M.Tanahashi, T.Miyauchi
  • 雑誌名: Journal of Fluid Science and Engineering Vol.6 ページ: 45-55
  • 査読あり
• [雑誌論文] 多次元多変量光学計測による乱流予混合火炎の可視化 (2011)
  • 著者名/発表者名: 店橋護, 志村祐康, 福島直哉
  • 雑誌名: 可視化情報学会誌 31巻 ページ: 15-20
  • 査読あり
• [雑誌論文] Effects of Fischer-Tropsch diesel fuel on soot formation processes in a diesel spray flame (2010)
  • 著者名/発表者名: 相澤哲哉, 小酒英範
  • 雑誌名: International Journal of Engine research Vol.11 ページ: 79-87
  • 査読あり
• [雑誌論文] 雰囲気酸素濃度・温度の不均一性がディーゼル燃焼に及ぼす影響(第3報,酸素濃度と温度の不均一の影響) (2010)
  • 著者名/発表者名: 小酒英範, 山口紘
  • 雑誌名: 日本機械学会論文集(B編) 76巻,761号 ページ: 155-160
  • 査読あり
• [雑誌論文] Measurement of Three-Dimensional Flame Structure by Combined Laser Diagnostics (2009)
  • 著者名/発表者名: T.Ueda, M.Shimura, M.Tanahashi, T.Miyauchi
  • 雑誌名: Journal of Mechanical Science and Technology Vol.23 ページ: 1813-1820
  • 査読あり
• [雑誌論文] 雰囲気酸素濃度・温度分布の不均一性がディーゼル燃焼に及ぼす影響(第2報,温度の不均一性の影響) (2009)
  • 著者名/発表者名: 小酒英範, 津田里志, 山口紘
  • 雑誌名: 日本機械学会論文集(B編) 75巻752号 ページ: 287-295
  • 査読あり
• [雑誌論文] Particle Dispersion and Coherent Fine Scale Eddies in Turbulence (2008)
  • 著者名/発表者名: M.Sato, M.Tanahashi, T.Miyauchi
  • 雑誌名: Journal of Fluid Science and Technology Vol.3, No,1 ページ: 149-160
  • 査読あり
• [雑誌論文] Huge Direct Numerical Simulation of Turbulent Combustion-Toward Perfect Simulation of IC Engine- (2008)
  • 著者名/発表者名: M.Tanahashi, T.Seo, M.Sato, A.Tsunemi, T.Miyauchi
  • 雑誌名: Journal of Computational Fluids Engineering Vol.13, No.4 ページ: 114-125
  • 査読あり
• [雑誌論文] CH Double-Pulsed PLIF Measurement in Turbulent Premixed Flame (2008)
  • 著者名/発表者名: M.Tanahashi, S.Taka, M.Shimura, T.Miyauchi
  • 雑誌名: Experiments in Fluids Vol.45, No.2 ページ: 323-332
  • 査読あり
• [雑誌論文] 感熱燐光体を用いたディーゼル機関燃焼室壁面温度の画像計測 (2008)
  • 著者名/発表者名: 小酒英範, 河内陽平, 大西毅, 相澤哲哉
  • 雑誌名: 日本機械学会論文集(B編) 74巻,738号 ページ: 490-497
  • 査読あり
• [雑誌論文] Laser-Induced Phosphorescence Thermography of Combustion Chamber Wall of Diesel Engine (2008)
  • 著者名/発表者名: 相澤哲哉, 小酒英範
  • 雑誌名: SAE International Journal of Fuels and Lubricants Vol.1, No.1 ページ: 549-558
  • 査読あり
• [雑誌論文] Estimations of Local Heat Release Rate in the Methane-Air Premixed Flames (2007)
  • 著者名/発表者名: G.-M.Choi, J.-S.Yang, D.-J.Kim, M.Tanahashi, T.Miyauchi
  • 雑誌名: Thermochimica Acta Vol.455 ページ: 34-39
  • 査読あり
• [雑誌論文] Current State and Perspective of Turbulent Combustion Research (2007)
  • 著者名/発表者名: 宮内敏雄, 店橋護
  • 雑誌名: Journal of Fluid Science and Technology Vol.2 ページ: 514-524
  • 査読あり
• [雑誌論文] Coherent Fine Scale Eddies in Turbulence Transition of Spatially-Developing Mixing Layer (2007)
  • 著者名/発表者名: Y.Wang, M.Tanahashi, T.Miyauchi
  • 雑誌名: International Journal of Heat and Fluid Flow Vol.28 ページ: 1280-1290
  • 査読あり
• [雑誌論文] 雰囲気酸素濃度・温度分布の不均一性がディーゼル燃焼に及ぼす影響-第1報,酸素濃度の不均一性の影響 (2007)
  • 著者名/発表者名: 小酒英範, 西田健太郎, 相澤哲哉
  • 雑誌名: 日本機械学会論文集(B編) 73巻,736号 ページ: 2593-2599
  • 査読あり
• [雑誌論文] Dynamics of Fine Scale Eddy Clusters in Turbulent Channel Flows (2007)
  • 著者名/発表者名: S.-J.Kang, M.Tanahashi, T.Miyauchi
  • 雑誌名: Journal of Turbulence Vol.8, Paper #52(http//www.informaworld.com/smpp/content~db=all~content=a788287968~frm=titlelink)
  • 査読あり
• [雑誌論文] 乱流燃焼研究の現状と展望 (2006)
  • 著者名/発表者名: 宮内敏雄, 店橋護
  • 雑誌名: 日本機械学会論文集(B編) 72巻,724号 ページ: 2838-2844
  • 査読あり
• [雑誌論文] 急速圧縮膨張装置を用いた直接噴射式ディーゼル機関の壁面熱損失に関する研究-第1報,雰囲気の酸素体積分率と密度が熱損失に及ぼす影響- (2006)
  • 著者名/発表者名: 窪山達也, 小酒英範, 相澤哲哉, 松井幸雄
  • 雑誌名: 日本機械学会論文集(B編) 72巻,721号 ページ: 2315-2322
  • 査読あり
• [雑誌論文] Elliptic Feature of Coherent Fine Scale Eddies in Turbulent Channel Flows (2006)
  • 著者名/発表者名: S.-J.Kang, M.Tanahashi, T.Miyauchi
  • 雑誌名: Journal of Mechanical Science and Technology Vol.20, No.2 ページ: 262-270
  • 査読あり
• [学会発表] Fine Scale Eddy Cluster and Hierarchical Structure in Homogeneous Isotropic Turbulence (2009)
  • 著者名/発表者名: T.Miyauchi, T.Kubota, M.Sato, M.Tanahashi
  • 学会等名: 8th Sino-Japan Workshop on Turbulence
  • 発表場所: Awaji, Japan, (Invited Lecture)
  • 年月日: 20090405-20090409
• [学会発表] Fractal Geometry and Mixing Transition in Turbulent Free Shear Flow (2009)
  • 著者名/発表者名: M.Tanahashi, S.Ishimoto, M.Sato, T.Seo, T Miyauchi
  • 学会等名: 8th Sino-Japan Workshop on Turbulence
  • 発表場所: Awaji, Japan, (Invited Lecture)
  • 年月日: 20090405-20090409
• [学会発表] Huge Direct Numerical Simulation of Turbulent Combustion-Toward Perfect Simulation of IC Engine- (2008)
  • 著者名/発表者名: 店橋護
  • 学会等名: Korea-Japan Workshop on Computational Fluid Dynamics
  • 発表場所: Seoul, Korea,招待講演
  • 年月日: 2008-10-24
• [学会発表] DNS Approaches for Investigation of Turbulent Combustion in PCCI and HCCI Engines (2008)
  • 著者名/発表者名: 店橋護
  • 学会等名: 7th International Conference on Modeling and Diagnostics for Advanced Engine Systems (COMODIA)
  • 発表場所: Hokkaido, Japan,招待講演
  • 年月日: 2008-07-31
• [学会発表] 乱流燃焼の大規模直接数値シミュレーションーエンジン内燃焼の完全シミュレーションを目指して- (2007)
  • 著者名/発表者名: 店橋護
  • 学会等名: 第21回数値流体力学シンポジウム
  • 発表場所: 東京都千代田区,招待講演
  • 年月日: 20071219-20071221
• [学会発表] 乱流燃焼のDNSと複合レーザ計測 (2007)
  • 著者名/発表者名: 店橋護
  • 学会等名: 日本機械学会熱工学コンファレンス
  • 発表場所: 京都府京都市,キーノート講演
  • 年月日: 20071123-20071124
• [学会発表] Laser Diagnostics and DNS of Turbulent Premixed Flames (2007)
  • 著者名/発表者名: 宮内敏雄
  • 学会等名: 5th International Symposium on Turbulence and Shear Flow Phenomena
  • 発表場所: Garching, Germany,キーノート講演
  • 年月日: 20070827-20070829
• [学会発表] 乱流燃焼場の高精度レーザ計測 (2007)
  • 著者名/発表者名: 宮内敏雄
  • 学会等名: 第19回内燃機関シンポジウム
  • 発表場所: 東京都目黒区,招待講演
  • 年月日: 20070109-20070111
• [学会発表] TSUBAMEによる乱流及び乱流燃焼の大規模直接数値計算 (2007)
  • 著者名/発表者名: 店橋護
  • 学会等名: NECC&CシステムSP研究会
  • 発表場所: 東京都江東区,招待講演
  • 年月日: 2007-12-05
• [学会発表] 乱流熱物質輸送現象の超大規模直接数値シミュレーション (2007)
  • 著者名/発表者名: 店橋護
  • 学会等名: 第13回計算数理工学フォーラム
  • 発表場所: 東京都目黒区,招待講演
  • 年月日: 2007-09-28
• [学会発表] Time-Resolved Digital Particle Image Velocimetry for Turbulence Research (2006)
  • 著者名/発表者名: 宮内敏雄,
  • 学会等名: 5th International Symposium on Turbulence, Heat and Mass Transfer
  • 発表場所: Dubrovnik, Croatia,基調講演
  • 年月日: 20060925-20060929
• [学会発表] Time-Resolved Digital Particle Image Velocimetry for Turbulence Research (2006)
  • 著者名/発表者名: T.Miyauchi, M.Tanahashi, T.Hirayama, S.Taka
  • 学会等名: Turbulence, Heat and Mass Transfer 5
  • 発表場所: Dubrovnik, Croatia
  • 年月日: 20060925-20060929
• [図書] 乱流工学ハンドブック(編集) (2009)
  • 著者名/発表者名: 宮内敏雄
  • 総ページ数: 1-606
  • 出版者: 朝倉書店
• [図書] 乱流工学ハンドブック(分担) (2009)
  • 著者名/発表者名: 宮内敏雄
  • 総ページ数: 376-382
  • 出版者: 朝倉書店
• [図書] 乱流工学ハンドブック(分担) (2009)
  • 著者名/発表者名: 店橋護
  • 総ページ数: 44-49,55-59,179-181
  • 出版者: 朝倉書店
• [図書] Science Council of Japan, Theoretical and Applied Mechanics, Vol.56 (2008)
  • 著者名/発表者名: T.Miyauchi, Y.Takeda
  • 出版者: Japan, National Committee for IUTAM
• [図書] 計算力学ハンドブソク(分担) (2007)
  • 著者名/発表者名: 店橋護
  • 総ページ数: 334-341
  • 出版者: 朝倉書店
• [図書] 機械工学便覧-α6-計算力学(分担)(日本機械学会編) (2007)
  • 著者名/発表者名: 宮内敏雄, 店橋護
  • 総ページ数: 159-160
  • 出版者: 丸善
• [備考] ホームページ等
  • URL: http://www.navier.mes.titech.ac.jp/kaken-s/index.html