レーザー加熱法を用いた火炎面曲率制御による火炎不安定現象の研究

2008 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 18360095
• 研究種目: 基盤研究(B)
• 配分区分: 補助金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 熱工学
• 研究機関: 北海道大学
• 研究代表者: 藤田 修 北海道大学, 大学院・工学研究科, 教授 (10183930)
• 研究分担者: 中村 祐二 北海道大学, 大学院・工学研究科, 准教授 (50303657) ; 伊東 弘行 北海道大学, 大学院・工学研究科, 助教 (30372270) ; 大島 伸行 北海道大学, 大学院・工学研究科, 教授 (10217135)
• 研究期間 (年度): 2006 – 2008
• キーワード: 燃焼 / 予混合火炎 / 火炎振動伝播 / 不安定現象 / レーザー / 赤外吸収 / 火炎曲率 / 乱流燃焼

研究概要

エチレン空気予混合火炎にCO_2レーザーを照射すると、未燃混合気にレーザーが吸収され、局所的に任意の変形を与えることができる。この手法を用いて、予混合火炎面の火炎曲率と伝播火炎面に現れる不安定現象の相互関係を調べた。火炎に径の小さなレーザーを照射し一定値(5~6cm-1)を超える曲率を与えると、火炎先端の伝播速度が時間的に変動する不安定現象が現れることを見出した。また、この要因が先端で生じる熱物質拡散不安定性と伸張消炎と類似の物理的意味をもつ曲率消炎により引き起こされるとする物理モデルを提示した。

研究成果

• [雑誌論文] Research on the Relation of Flame Front Curvature and Oscillatory Flame Propagation by External Laser Irradiation Method (2009)
  • 著者名/発表者名: Tsuchimoto, M., Fujita, O., Honko, T., Nakamura, Y., and Ito, H.
  • 雑誌名: Proc. Combustion Institute Vol.32 ページ: 1003-1009
  • 査読あり
• [雑誌論文] Effect of gravity and beam diameter on flame oscillation phenomena induced by external laser irradiation (2008)
  • 著者名/発表者名: Tsuchimoto, M., Honko, T., Nakamura, Y., Ito, H. and Fujita, O.
  • 雑誌名: Combustion Science and Technology 180-101 ページ: 803-1811
  • 査読あり
• [学会発表] Some Features of Oscillating Downward Propagation Flames Induced by External Laser Irradiation (2009)
  • 著者名/発表者名: Park, J.S., Fujita, O., Honko, T., Yamada, Y., Ito, H., and Nakamura, Y.
  • 学会等名: 22nd International Colloquium on Dynamics of Explosion and Reactive Systems(22nd ICDERS)
  • 発表場所: Luikov Heat and Mass Transfer Institute,Minsk, Belarus
  • 年月日: 2009-07-27
• [学会発表] レーザー照射に誘起される火炎の不安定現象 (2008)
  • 著者名/発表者名: 本小輝晃, 槌本真和, 中村祐二, 伊東弘行, 藤田修
  • 学会等名: 第46回燃焼シンポ
  • 発表場所: 京都テルサ, 京都
  • 年月日: 2008-12-03
• [学会発表] Effect of Gravity on Flame Oscillation Phenomena (2008)
  • 著者名/発表者名: Honko, T., Fujita, O., Tsuchimoto, M., Shiote,A., Nakamura, Y., and Ito, H.
  • 学会等名: 7th JSME-KSME Thermal and Fluids Engineering Conference(TFEC7)
  • 発表場所: Sapporo, Japan
  • 年月日: 2008-10-14
• [学会発表] Research on the Relation of Flame Front Curvature and Oscillatory Flame Propagation by External Laser Irradiation Method (2008)
  • 著者名/発表者名: Tsuchimoto, M., Fujita, O., Honko ,T., Nakamura, Y., and Ito, H.
  • 学会等名: 32nd Int. Symp. on Combustion
  • 発表場所: McGill University, Montreal, Canada
  • 年月日: 2008-08-04
• [学会発表] Effect of Buoyancy on Flame Oscillation Phenomenon induced by External Radiation (2008)
  • 著者名/発表者名: Honko, T., Fujita, O., Tsuchimoto, M., Shiote, A., Nakamura, Y., and Ito, H.
  • 学会等名: Work-InProgress Poster Colloquium at 32nd Int. Symp. on Comb.
  • 発表場所: McGill University, Montreal, Canada
  • 年月日: 2008-08-04
• [学会発表] レーザー径および重力が外部加熱による火炎振動伝播現象に与える影響 (2007)
  • 著者名/発表者名: 槌本真和, 本小輝晃, 中村祐二, 伊東弘行, 藤田修
  • 学会等名: 第45回燃焼シンポ
  • 発表場所: 仙台国際センター, 仙台
  • 年月日: 2007-12-06
• [学会発表] 微小重力環境を利用した火炎振動伝播現象の発生メカニズムに関する実験的検討 (2007)
  • 著者名/発表者名: 槌本真和, 本小輝晃, 中村祐二, 伊東弘行, 藤田修
  • 学会等名: 第51回宇宙科学技術連合講演会
  • 発表場所: 札幌コンベンションセンター, 札幌
  • 年月日: 2007-10-29
• [学会発表] 微小重力場における燃焼現象(招待講演) (2007)
  • 著者名/発表者名: 藤田修
  • 学会等名: 第41回応用物理学会スクール
  • 発表場所: 北海道工業大学, 札幌
  • 年月日: 2007-09-05
• [学会発表] Effect of gravity and beam diameter on flame oscillation phenomena induced by external laser irradiation (2007)
  • 著者名/発表者名: Tsuchimoto, M., Fujita, O., Honko,T., Nakamura, Y., and Ito, H.
  • 学会等名: 21st International Colloquium on the Dynamics of Explosons and Reactive Systems(21st ICDERS)
  • 発表場所: 21st International Colloquium on the Dynamics of Explosons and Reactive Systems(21st ICDERS)
  • 年月日: 2007-07-26
• [備考]
  • URL: http://york-me.eng.hokudai.ac.jp/