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2014 年度 実績報告書

極短時間パルス放電による高活性流動場形成過程のマルチフィジックス解析と応用

研究課題

研究課題/領域番号 24560182
研究機関東北大学

研究代表者

高奈 秀匡  東北大学, 流体科学研究所, 准教授 (40375118)

研究期間 (年度) 2012-04-01 – 2015-03-31
キーワード流体工学 / 反応流動 / プラズマ流 / 数値シミュレーション / モデル化
研究実績の概要

本研究は,ナノ秒という極短時間に高電圧を印加し,非平衡プラズマを生成するナノ秒パルス放電による高活性化学種の生成過程ならびに流動による高活性化学種の輸送・拡散過程という異なる時間スケールを有するマルチフィジックス現象を統合的に解析する手法を創出し,内燃機関およびカスター便でのプラズマ燃焼促進を目的として高温・高圧環境下における高活性化学種の生成および輸送特性を明らかにするものである。
平成26年度においては,研究協力者である米国オハイオ州立大学のAdamovich教授との共同研究により,平成25年度に確立したメタン・空気混合気におけるプラズマ素反応モデルを用い,金属電極間に生成されるプラズマの生成過程および電子衝突反応を起点として形成される反応性化学種を定量的に評価した。また,プラズマに投入されたエネルギー収支を明らかにすることにより,高活性化学種生成のための最適条件を示した。さらに,プラズマにより生成された高活性化学種により,着火遅れが最大で70%程度改善することが明らかとなり,ナノ秒パルス放電による燃焼促進の有用性が示された。平成26年度において得られた一連の成果は国内および国際学会において発表されるとともに,国際論文誌に掲載された。

  • 研究成果

    (6件)

すべて 2014 その他

すべて 雑誌論文 (1件) (うち査読あり 1件、 オープンアクセス 1件、 謝辞記載あり 1件) 学会発表 (3件) 備考 (2件)

  • [雑誌論文] Computational Simulation of Nanosecond Pulsed Discharge for Plasma Assisted Ignition2014

    • 著者名/発表者名
      Hidemasa Tanaka, Igor V. Adamovich and Hideya Nishiyama
    • 雑誌名

      Journal of Physics: Conference Series

      巻: 550 ページ: 012051 (9pp)

    • DOI

      10.1088/1742-6596/550/1/012051

    • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
  • [学会発表] Numerical Simulation on Plasma Assisted Ignition by Nanosecond Pulsed Discharge in Internal Combustion Engines2014

    • 著者名/発表者名
      Hidemasa Takana, Igor V. Adamovich and Hideya Nishiyama
    • 学会等名
      Plasma Conference 2014
    • 発表場所
      Niigata, Toki Messe
    • 年月日
      2014-11-20
  • [学会発表] Master Equation Modeling of a Nanosecond Pulse Discharge in Nitrogen in a Pin-to-Pin Geometry2014

    • 著者名/発表者名
      Zak Eckert, Hidemasa Takana, Hideya Nishiyama and Igor Adamovich
    • 学会等名
      14th International Symposium on Advanced Fluid Information (AFI-2014)
    • 発表場所
      Sendai, Sendai International Center
    • 年月日
      2014-10-09
  • [学会発表] Computational Simulation of Nanosecond Pulsed Discharge for Plasma Assisted Ignition2014

    • 著者名/発表者名
      Hidemasa Tanaka, Igor V. Adamovich and Hideya Nishiyama
    • 学会等名
      13th European Plasma Conference, High-Tech Plasma Processes Conference (HTPP13)
    • 発表場所
      Toulouse, France
    • 年月日
      2014-06-27
  • [備考] 東北大学流体科学研究所 電磁機能流動研究分野

    • URL

      http://www.ifs.tohoku.ac.jp/jpn/crfrd_effdl.html

  • [備考] 東北大学流体科学研究所 電磁機能流動研究分野 (西山・上原,高奈研究室)

    • URL

      http://www.ifs.tohoku.ac.jp/nishiyama-lab/japanese.html

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公開日: 2016-06-03  

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