| 研究課題/領域番号 |
63460098
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| 研究種目 |
一般研究(B)
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| 配分区分 | 補助金 |
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| 研究分野 |
熱工学
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| 研究機関 | 京都大学 |
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研究代表者 |
池上 詢 京都大学, 工学部, 教授 (70025914)
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| 研究分担者 |
吉原 福全 立命館大学, 理工学部, 助教授 (30174999)
山根 浩二 京都大学, 工学部, 助手 (10210501)
塩路 昌宏 京都大学, 工学部, 助教授 (80135524)
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| 研究期間 (年度) |
1988 – 1989
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| キーワード | 内燃機関 / 燃焼 / 数値流体力学 / シミュレ-ション / ガス流動 / 燃焼室 / 乱れ / 熱伝達 |
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| 研究概要 |
本研究ではシリンダ内のガス流動および燃焼過程を数値流体力学の方法により記述し、気流、燃焼室形状、点火あるいは噴射など設計および運転変数の影響の予測を試みた。そのため、乱れ、噴霧、反応などを記述する簡潔で適切なサブモデルを選びモデリングに必要な知見を実験から求め、実用的研究に耐えられるシミュレ-ションプログラムを確立するとともに、それを種々の問題に適用して次の結果を得た。
1.曲線直交座標を採用し壁面に接する要素のみに有限体積法を適用し、任意の燃焼室形状が表現できるようにした。これをリエントラント形燃焼室に適用し、ガス流動および圧縮点火燃焼のシミュレ-ションを行い、リエントラントを設けると凹み内の二次渦およびすき間部の乱れが強められることを明らかにした。
2.火花点火機関における燃焼過程の記述に重要な乱れと燃焼の相互作用を把握するため、火炎領域における乱れの変化をレ-ザホモダイン法により測定し、実験の対象とした乱れ場においては火炎による乱れ生成は小さく、むしろ温度上昇に伴って層流化が進むことを示した。
3.深皿形燃焼室をこのディ-ゼル機関において上死点すき間が性能およびすす生成に及ぼす作用を実験的に調べるとともに、そのメカニズムについて数値シミュレ-ションにより考察した。それによれば、上死点すき間を小さくすると初期燃焼時における未燃燃料のすき間への噴出が減少するとともに、すき間で強い乱れが生じるため燃焼が活発になる。
4.機関性能と密接な関係にある燃焼室壁からの熱伝達を圧縮点火機関を対象として予測した結果、壁面に熱伝達率の低い堆積層が存在すると仮定すれば従来の経験式から推定される値とほぼ一致することが判明した。
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