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2020 年度 実績報告書

燃料噴霧の自着火の素過程モデル構築

研究課題

研究課題/領域番号 18K03986
研究機関九州大学

研究代表者

森上 修  九州大学, 工学研究院, 教授 (70363124)

研究期間 (年度) 2018-04-01 – 2021-03-31
キーワード燃焼 / 噴霧
研究実績の概要

燃料噴霧の自着火の基礎研究において,これまで実験では直径1mm程度の粗大燃料液滴が対象とされ,また,液滴間の干渉効果に関する研究では直径の揃った液滴群が扱われてきた.しかしながら,実際の噴霧を構成する液滴は直径数10ミクロンオーダーと小さく,また,その大きさにはばらつきがある.粗大液滴の知見を微小液滴に応用する際には輸送の特性時間のオーダーが異なるため注意を要する.また,液滴径に分散がある場合の液滴群の自着火が支配因子について未解明である.以上より,本研究の目的は以下である.①実用レベルの微小液滴を対象とし,その蒸発・自着火特性を調査する.②直径の異なる複数液滴の自着火を支配する因子を明らかにする.①について,ピエゾ式インジェクタによる微小液滴生成装置を製作し,高温雰囲気中の微小液滴の蒸発特性が粗大液滴のそれに従うことを確認した.また,発光を伴わない冷炎の発生が液滴径履歴より確認可能であることを示した.一方,生成される微小液滴の移動経路に若干のばらつきがあることが課題として残った.②については,直径の異なる複数粗大液滴の高温空気中の自着火の実験を行った.これにより,直径の小さい方の単一液滴の場合よりも,複数液滴の方が系全体の自着火が促進される条件が存在することが実験的に初めて確認された.また,直径の異なる二液滴を対象とする数値計算コードを用い,上記現象のメカニズムを明らかにし,また液滴間干渉の自着火への影響が液滴径,液滴間隔,雰囲気条件の諸条件により異なること,概して小さい液滴の存在が系全体の現象に対して支配的であるが,点火限界近傍では異なることを示した.

  • 研究成果

    (4件)

すべて 2020

すべて 雑誌論文 (2件) (うち査読あり 2件、 オープンアクセス 2件) 学会発表 (2件)

  • [雑誌論文] Scope of PHOENIX-2 Sounding Rocket Experiment, "Cool Flame Dynamics in Multi-droplet Ignition"2020

    • 著者名/発表者名
      Mitsuaki TANABE, Masanori SAITO, Yusuke SUGANUMA, Masato MIKAMI, Masao KIKUCHI, Yuko INATOMI, Osamu MORIUE and Hiroshi NOMURA
    • 雑誌名

      International Journal of Microgravity Science and Application

      巻: 37/ 4 ページ: 370401-1~9

    • DOI

      10.15011/jasma.37.4.370401

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] 観測ロケットを利用した燃料液滴冷炎燃焼実験の装置開発2020

    • 著者名/発表者名
      菅沼祐介,齊藤允教,後藤芳正,山村宜之,山本信,野倉正樹,三上真人,菊池政雄,稲富裕光,森上修,野村浩司,田辺光昭
    • 雑誌名

      International Journal of Microgravity Science and Application

      巻: 37/ 4 ページ: 370403-1~5

    • DOI

      10.15011/jasma.37.4.370403

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] 初期液滴径の異なる二液滴系における冷炎発生挙動に関する数値計算2020

    • 著者名/発表者名
      田中 大也,安藤 詩音,森上 修
    • 学会等名
      第58回燃焼シンポジウム
  • [学会発表] ガウス過程による補間モーメントを用いた炭化水素燃料の0次元すす生成計算2020

    • 著者名/発表者名
      安藤 詩音,森上 修
    • 学会等名
      第58回燃焼シンポジウム

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公開日: 2021-12-27  

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