| 研究課題/領域番号 |
19K04250
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| 研究種目 |
基盤研究(C)
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| 配分区分 | 基金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 審査区分 |
小区分19020:熱工学関連
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| 研究機関 | 日本大学 (2021)
国立研究開発法人産業技術総合研究所 (2019-2020) |
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研究代表者 |
高橋 栄一 日本大学, 生産工学部, 教授 (90357369)
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| 研究期間 (年度) |
2019-04-01 – 2022-03-31
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| キーワード | 着火 / レーザーブレイクダウン / アブレーション / 誘起流動 |
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| 研究成果の概要 |
パルスレーザー光を固体表面付近で集光すると，気体中で集光した場合よりも著しく低いエネルギーで予混合気を着火できることが知られていたが，そのメカニズムは良くわかっていなかった．本研究ではそれを明らかにするために，レーザー集光点とターゲット間隔，およびターゲット表面とレーザー入射角度が着火に与える影響を，集光レーザービームの特性評価に基づく照射エネルギー密度，および着火の初期火炎をシュリーレン計測を行うことによる可視化によって調べた．その結果，着火はレーザーブレイクダウンプラズマが誘起する流体運動とターゲット材料のアブレーションによる複合現象であることが明らかになった．
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| 自由記述の分野 |
燃焼工学
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
内燃機関の着火方法を従来の方法から，レーザーを用いる着火にすることによって，希薄，且つ高圧な混合気の着火を可能とすることで熱効率を高め，CO2排出量を削減することができる．本研究によって，その着火に必要なレーザーエネルギーを抑制する方法や条件が明らかになったことから，レーザーによる多点着火などの新たな燃焼方法の可能性への展開が期待できる．また，近年の高エネルギー放電を希薄混合気への着火に用いる取り組みにおいても，電極に短時間にエネルギーが付与される状況は本研究で検証した条件と近く，電極材料のアブレーション効果は今後の着火研究に対して重要な知見を与える．
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