管内爆発の物理:安全評価のための実験的及び解析的研究

2011 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 20241040
• 研究種目: 基盤研究(A)
• 配分区分: 補助金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 社会システム工学・安全システム
• 研究機関: 慶應義塾大学
• 研究代表者: 松尾 亜紀子 慶應義塾大学, 理工学部, 教授 (70276418)
• 研究分担者: 笠原 次郎 筑波大学, システム情報工学研究科, 准教授 (60312435) ; 三浦 啓晶 慶應義塾大学, 理工学部, 助教 (30513296)
• 研究期間 (年度): 2008 – 2011
• キーワード: 衝撃波 / 爆発 / 燃焼 / 火災 / 自然災害

研究概要

工場や発電所施設などにおける配管内、特に曲がり管で発生する爆発事故を想定し、衝撃波を伴う燃焼波の特性について、実験とシミュレーションによって調査した。燃焼波の特徴ある伝播形態は各種パラメタを変更することで調べられ、配管内部の圧力、化学組成、管の内径などへの依存性を明らかにした。曲がり部において多大なる圧力負荷が生じることや消えることなく伝播を維持する可能性が高いことが明らかとなった。

研究成果

• [雑誌論文] Obli que Detonation Waves Stabilized in Rectangular-Cross-Section Bent Tubes (2011)
  • 著者名/発表者名: Kudo, K., Nagura, Y., Kasahara, J., Sasamoto, Y., and Matsuo, A
  • 雑誌名: Proceedings of the Combustion Institute 巻: Vol.33 ページ: 2319-2326
  • URL: http://dx.doi.org/10.1016/j.proci.2010.08.008
  • 査読あり
• [雑誌論文] Stable detonation wave propagation in rectangular-cross-section curved channels (2011)
  • 著者名/発表者名: Nakayama, H., Moriya. T., Kasahara. J., Matsuo. A., Sasamoto. Y., and Funaki. I.
  • 雑誌名: Combustion and Flame 巻: Vol.159 ページ: 859-869
  • DOI: doi:10.1016/j.combustflame.2011.07.022
  • 査読あり
• [雑誌論文] 圧縮性流体と多粒子系膜モデルを用いた膜物体の連成計算手法 (2011)
  • 著者名/発表者名: 那須野雄介, 松尾亜紀子
  • 雑誌名: ながれ 巻: Vol.30 ページ: 229-239
  • 査読あり
• [雑誌論文] 不足膨張噴流による膜物体の大変形シミュレーション (2011)
  • 著者名/発表者名: 那須野雄介, 松尾亜紀子
  • 雑誌名: ながれ 巻: Vol.30 ページ: 325-335
  • 査読あり
• [雑誌論文] On the Characteristics of Two-dimensional Double Cellular Detonations with Two Successive Reactions Model (2011)
  • 著者名/発表者名: Sugiyama, Y., and Matsuo, A
  • 雑誌名: Proceedings of the Combustion Institute 巻: Vol.33 ページ: 2227-2233
  • 査読あり
• [雑誌論文] Combustion Wave Propagation and Detonation Initiation in the Vicinity of Closed-Tube End Walls (2011)
  • 著者名/発表者名: Yageta, J., Shimada, S., Matsuoka, K., Kasahara, J., and Matsuo, A.
  • 雑誌名: Proceedings of the Combustion Institute 巻: Vol.33 ページ: 2303-2310
  • 査読あり
• [雑誌論文] Oblique Detonation Waves Stabilized in Rectangular-Cross-Section Bent Tubes (2011)
  • 著者名/発表者名: Kudo, K., Nagura, Y., Kasahara, J., Sasamoto, Y., and Matsuo, A.
  • 雑誌名: Proceedings of the Combustion Institute 巻: Vol.33 ページ: 2319-2326
  • 査読あり
• [雑誌論文] Analysis on Thermal Efficiency of Non-Compressor Type Pulse Detonation Turbine Engines (2010)
  • 著者名/発表者名: Maeda, S., Kasahara, J., Matsuo, A., and Endo, T.
  • 雑誌名: Transactions of the Japan Society for Aeronautical and Space Sciences 巻: Vol53, No.181 ページ: 192-206
  • 査読あり
• [雑誌論文] Numerical Investigation on Propagation Mechanism of Spinning Detonation in a Circular Tube (2009)
  • 著者名/発表者名: Sugiyama, Y., and Matsuo, A.
  • 雑誌名: Proceedings of the Combustion Institute 巻: Vol.32 ページ: 2331-2337
  • 査読あり
• [雑誌論文] Thrust Measurement of a Multi-Cycle Partially Filled Pulse Detonation Rocket Engine (2009)
  • 著者名/発表者名: Kasahara, J., Hirano M., Matsuo, A., Daimon, Y., and Endo, T.
  • 雑誌名: Journal of Propulsion and Power 巻: Vol.25, No.6 ページ: 1281-1290
  • 査読あり
• [雑誌論文] パルスデトネーションエンジン用入口流体駆動バルブに関する研究 (2009)
  • 著者名/発表者名: 山口敬之, 松岡健, 八桁純, 笠原次郎
  • 雑誌名: 日本航空宇宙学会論文集 巻: 第57巻,第663号 ページ: 141-147
  • 査読あり
• [学会発表] 曲管を伝播するデトネーションの波面形状へ管の曲率が及ぼす影響に関する数値解析 (2012)
  • 著者名/発表者名: 杉山勇太
  • 学会等名: 平成23年度衝撃波シンポジウム
  • 発表場所: 東京大学柏キャンパス
  • 年月日: 2012-03-08
• [学会発表] Front Shock Behavior of Stable Detonation Waves Propagating Through Rectangular Cross-section Curved Channels (2012)
  • 著者名/発表者名: Nakayama, H.
  • 学会等名: 50th AIAA Aerospace Sciences Meeting including the New Horizons Forum and Aerospace Exposition
  • 発表場所: Gaylord Opryland Convention Center
  • 年月日: 2012-01-10
• [学会発表] Study on Detonation Waves Propagating through Curved Channels (2011)
  • 著者名/発表者名: Nakayama, H.
  • 学会等名: 2011 International Colloquium on the Dynamics of Explosions and Reactive Systems
  • 発表場所: University of California
  • 年月日: 2011-07-28
• [学会発表] Wave Front Structure of Curved Detonation in Bend Tube (2011)
  • 著者名/発表者名: Sasamoto, Y
  • 学会等名: 13th International Conference on Numerical Combustion
  • 発表場所: Aquis Corfu Holiday Palace Hotel(米)
  • 年月日: 2011-04-28
• [学会発表] 環状矩形流路におけるデトネーション波の安定伝播 (2011)
  • 著者名/発表者名: 中山久広
  • 学会等名: 第51回航空原動機宇宙推進講演会
  • 発表場所: 広島YMCAホール
  • 年月日: 2011-03-04
• [学会発表] Numerical Investigation for Pressure Mitigation Effects of Dike on Blast Wave (2010)
  • 著者名/発表者名: Miura, H.
  • 学会等名: 8th International Symposium on Hazards, Prevention, and Mitigation of Industrial Explosions
  • 発表場所: 慶應大学(横浜)
  • 年月日: 2010-09-09
• [学会発表] Numerical Analysis of Detonation Waves Structure in Bend Tube (2010)
  • 著者名/発表者名: Sasamoto, Y.
  • 学会等名: 8th International Symposium on Hazards, Prevention, and Mitigation of Industrial Explosions
  • 発表場所: 慶應大学(横浜)
  • 年月日: 2010-09-07
• [学会発表] Theoretical and Numerical Investigations on the Detonation Limit in a Circular Tube (2010)
  • 著者名/発表者名: Sugiyama, Y.
  • 学会等名: 8th International Symposium on Hazards, Prevention, and Mitigation of Industrial Explosions
  • 発表場所: 慶應大学(横浜)
  • 年月日: 2010-09-06
• [学会発表] On the Characteristics of Two-dimensional Double Cellular Detonations with Two Successive Reactions Model (2010)
  • 著者名/発表者名: Sugiyama, Y.
  • 学会等名: The 33rd International Symposium on Combustion
  • 発表場所: Tsinghua University(北京)
  • 年月日: 2010-08-02
• [学会発表] 曲がり部を有する矩形管内におけるデトネーションの数値解析 (2009)
  • 著者名/発表者名: 笹本裕也
  • 学会等名: 第47回燃焼シンポジウム
  • 発表場所: 札幌コンベンションセンター(北海道)
  • 年月日: 2009-12-02
• [学会発表] Numerical Investigations of Spinning Detonations in a Circular Tube by One-step Reaction Model (2009)
  • 著者名/発表者名: Sugiyama, Y.
  • 学会等名: 22nd International Colloquium on the Dynamics of Explosions and Reactive Systems
  • 発表場所: Oktyabrskay Square Centre(Minsk, Belarus)
  • 年月日: 2009-07-27
• [学会発表] 直角曲がり管内を伝播するデトネーションが管に与える影響 (2009)
  • 著者名/発表者名: 笹本裕也
  • 学会等名: 安全工学シンポジウム2009講演予稿集
  • 発表場所: 機械振興会館(東京)
  • 年月日: 2009-07-09