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2011 年度 実績報告書

次世代乱流燃焼モデル開発のための直接数値計算を用いたデータベースの構築

研究課題

研究課題/領域番号 22760152
研究機関岡山大学

研究代表者

坪井 和也  岡山大学, 大学院・自然科学研究科, 助教 (10402398)

キーワード表面科学 / 化学的過程 / 吸着 / 乱流燃焼 / DNS
研究概要

本研究は、輸送用燃焼器内での燃焼現象をより正確に計算でき、輸送用燃焼器の開発や設計ツールとして利用可能な乱流燃焼モデルを開発するために、従来の乱流燃焼モデルでは考慮されてこなかった燃焼器内壁面およびその近傍における化学的過程を可能な限り考慮した乱流燃焼場の直接数値計算(DNS)をスーパーコンピュータにより実行して高精度データベースを構築することと、構築したデータベースの解析を行って、輸送用燃焼器内壁面およびその近傍での乱流燃焼場の基礎的特性を解明することを目的とする。
今年度は、前年度に引き続き、壁面およびその近傍における化学的過程を可能な限り考慮した水素-空気予混合火炎の2次元DNSをベクトル型スーパーコンピュータを用いて実行した。その際、壁面およびその近傍における化学的過程について、1)気相中の化学種の固体壁面への吸着、2)固体壁面に吸着した化学種の脱離、3)吸着種に関する化学反応、4)気相から固体壁面上への物質拡散、5)固体壁面に吸着した化学種の拡散速度、等に関する検討を行った。固体壁面を断熱条件としてDNSを実行した結果、これらの壁面およびその近傍における化学的過程を考慮しない場合は、火炎は壁面に付着し、その近傍では熱発生率が壁面に沿うように増大していった。一方、壁面およびその近傍における化学的過程を考慮した場合は、火炎は壁面で消炎して付着することはなく、その近傍で熱発生率が増大することはなかった。この結果から、本研究課題において考慮された壁面およびその近傍における化学的過程は、火炎に対して無視できない影響を及ぼすことが明らかとなり、輸送用燃焼器内壁面およびその近傍について、より現実に近い条件で行われたDNSによる燃焼計算データを取得することができた。

  • 研究成果

    (3件)

すべて 2012 2011

すべて 学会発表 (3件)

  • [学会発表] DNS including the Chemical Process on a Solid Surface in Turbulent Premixed Flames2012

    • 著者名/発表者名
      Kazuya Tsuboi
    • 学会等名
      Eighth KSME-JSME Thermal and Fluids Engineering Conference
    • 発表場所
      韓国・仁川
    • 年月日
      2012-03-19
  • [学会発表] 乱流予混合火炎における固体壁面での化学的過程に関するDNSによる検討2011

    • 著者名/発表者名
      坪井和也, 長谷川達也
    • 学会等名
      第49回燃焼シンポジウム
    • 発表場所
      横浜
    • 年月日
      2011-12-06
  • [学会発表] An Analysis on Local Burning Velocity and Flame Displacement Speed Using DNS Database2011

    • 著者名/発表者名
      Kazuya Tsuboi
    • 学会等名
      13th International Conference on Numerical Com bustion
    • 発表場所
      Corfu, Greece
    • 年月日
      2011-04-28

URL: 

公開日: 2013-06-26  

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