燃料濃度不均一混合気による自着火燃焼制御およびそのモデリング

2005 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 17560184
• Research Institution: Kyoto University
• Principal Investigator: 川那辺 洋 京都大学, エネルギー科学研究科, 助教授 (60273471)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 石山 拓二 京都大学, エネルギー科学研究科, 教授 (30203037)
• Keywords: 粒子画像流速測定法 / レーザ誘起蛍光法 / 乱流混合 / 燃料濃度不均一 / 簡略化反応機構

Research Abstract

高速非定常噴流の流動および混合過程を明らかにすることを目的として,定容容器内に噴射されたガス噴流の流動をk-e乱流モデルに基づいたCFDにより解析することを試みた.そのため,流入境界条件に仮想ノズルを適用することを提案するとともに,噴射圧力や雰囲気圧力などの噴射条件の影響および噴流流体による発達過程の変化を明らかにした.また,ノズル内の乱れ特性および格子サイズが計算結果に及ぼす影響について検討するとともに,天然ガス燃焼モデルを組み込むことにより,高速噴流の自着火過程について明らかにした.さらに,n-ヘプタンの簡略化学反応機構を開発するとともに,確率過程論モデルと組み合わせることにより,幅広いディーゼル噴霧燃焼過程を記述できることを示した.また,粒子画像流束測定法(PIV)およびレーザ誘起蛍光法(LIF)を用いて,噴流内の速度,濃度の同時計測を行い,混合過程を検討した.とくに,噴流流体の密度の影響を明らかにするとともに,得られた結果に基づいてラージエディシミュレーション(LES)に用いられる各種サブグリッドスケール(SGS)モデルの評価を試みた.これにより,噴流流体と周囲流体との混合の様子を明らかにするとともに,Scale similarityモデルは高い精度でSGSスカラー流束を記述できることを示した.