2020 年度研究成果報告書

ガス爆発における火炎伝播加速現象の自己相似的な特徴

研究課題

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研究課題/領域番号	18K13958
研究種目	若手研究
配分区分	基金
審査区分	小区分25020:安全工学関連
研究機関	広島大学
研究代表者	KIM WOOKYUNG 広島大学, 先進理工系科学研究科(工), 助教 (40781852)
研究期間 (年度)	2018-04-01 – 2021-03-31
キーワード	ガス爆発 / 火炎伝播加速 / 自己相似
研究成果の概要	本研究の目的は、水素燃焼における火炎伝播加速現象の自己相似的な特徴の解明である。初期圧と当量比を変化させ、希薄水素空気混合気の球状伝播火炎の加速現象を実験的に調べた。希薄水素空気混合気の球状伝播火炎の加速現象は無次元火炎半径を用いてまとめることができた。火炎半径が臨界火炎半径より大きくなると火炎の不安定性により火炎面に乱れが発達し、火炎伝播速度が増加する。さらに、火炎半径が大きくなると流体力学的不安定性による影響が顕著になり、火炎伝播がより加速し、火炎半径が臨界火炎半径より10倍以上大きくなると自己相似的な伝播をすることであり、そのときの火炎面は自己相似的な構造になることが明らかになった。
自由記述の分野	安全工学
研究成果の学術的意義や社会的意義	ガス爆発現象では、火炎伝播の加速が発生し、周囲に伝播する爆風圧が大きくなり、爆発被害が増大することが知られている。ガス爆発事故における爆風圧等の影響を正確に予測するためには、火炎伝ぱの加速現象を的確に理解する必要がある。自己相似的な伝播を明らかにすることによって火炎伝播加速現象と爆風圧がより精確に予測できるため，災害のリスク評価の高精度化に寄与できるものと期待される。