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2014 年度 実績報告書

円筒デトネーション波を用いた大直径デトネーションイニシエータの開発

研究課題

研究課題/領域番号 25870006
研究機関北海道大学

研究代表者

脇田 督司  北海道大学, 工学(系)研究科(研究院), 助教 (80451441)

研究期間 (年度) 2013-04-01 – 2015-03-31
キーワードデトネーション / パルスデトネーションエンジン
研究実績の概要

本研究では,申請者が提案するパルスデトネーションエンジン用イニシエータによる大直径デトネーション波生成の一般則を導くことを目的として,本イニシエータ内を伝播する円筒デトネーション波の伝播条件,および円筒デトネーション波から円環デトネーション波への遷移条件を調査した.
昨年度の成果により,円筒デトネーション波の伝播条件(伝播限界)は流路幅とセルサイズの比(w/lambda)によらず伝播する円筒波の曲率とセルサイズの比(lambda/r)によって決定されることが示唆された.当該年度ではこれを確認するため,昨年度採用した10 mmと15 mmの円筒流路幅に加えて,3 mmの流路幅を実現するスペーサを製作し伝播実験を行った.ターゲットガス(水素・酸素量論混合気を窒素希釈)の窒素希釈率が50 %と55.6 %の間に円筒デトネーション波の伝播限界があり,その伝播限界は流路幅に依存しないことが明らかになった.伝播判断位置はr = 160 mm,窒素希釈率50 %~55.6 %のセルサイズは約10 mmであることより,伝播限界を決める閾値lambda/r は1/16である.
当初計画通り,新たに内径300 mm,燃焼器長150 mmの燃焼器を製作し,寸法の異なるアルミニウム製の中子を挿入することにより,流路形状(円筒流路幅wおよび円環流路幅l)が円筒デトネーション波から円環デトネーション波への遷移に与える影響を調査した.結果,水素/空気量論混合気(lambda = 10 mm)に対しては,w/l > 0.5,l > 35 mm,lambda > 3.4l  mmを満たすように流路を設計することで,反射体下流まで円環デトネーション波を伝播させることが可能であることが分かった.

  • 研究成果

    (4件)

すべて 2015 2014

すべて 学会発表 (4件) (うち招待講演 1件)

  • [学会発表] Influence of Channel Width on Propagation of Cylindrical Detonation Wave2015

    • 著者名/発表者名
      Shota KAMEYAMA, Shun NAWATA, Tsunetaro HIMONO, Keita KIKUCHI, Masashi WAKITA, Tsuyoshi TOTANI and Harunori NAGATA
    • 学会等名
      30th International Symposium on Space Technology and Science
    • 発表場所
      兵庫県神戸市神戸コンベンションセンター
    • 年月日
      2015-07-04 – 2015-07-10
  • [学会発表] 反射体を用いたPDEイニシエータの円錐部の短縮が爆轟波の伝播に与える影響2014

    • 著者名/発表者名
      1)菊地敬太, 亀山頌太, 桧物恒太郎, 脇田督司, 戸谷剛, 永田晴紀
    • 学会等名
      第52回燃焼シンポジウム
    • 発表場所
      岡山県岡山市岡山コンベンションセンター
    • 年月日
      2014-12-03 – 2014-12-05
  • [学会発表] 反射を利用した爆轟波生成装置の連続運転条件における円筒爆轟波の生成2014

    • 著者名/発表者名
      2)亀山頌太, 菊地敬太, 桧物恒太郎, 脇田督司, 戸谷剛, 永田晴紀
    • 学会等名
      第46回流体力学講演会/航空宇宙数値シミュレーション技術シンポジウム
    • 発表場所
      青森県弘前市弘前文化センター
    • 年月日
      2014-07-03 – 2014-07-04
  • [学会発表] RECENT PROGRESS ON DEVELOPMENT OF PULSE DETONATION ENGINE INITIATOR USING REFLECTOR IN HOKKAIDO UNIVERSITY2014

    • 著者名/発表者名
      Masashi Wakita
    • 学会等名
      2014 International Workshop on Detonation for Propulsion (2014 IWDP)
    • 発表場所
      Institute of Aviation , Warsaw, Poland
    • 年月日
      2014-06-22 – 2014-06-24
    • 招待講演

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公開日: 2016-06-01  

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