2020 Fiscal Year Research-status Report
放電路挙動の制御による希薄予混合気の着火促進機構の解明
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19K04233
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| Research Institution | Chiba University |
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Principal Investigator |
窪山 達也 千葉大学, 大学院工学研究院, 准教授 (80578831)
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| Project Period (FY) |
2019-04-01 – 2022-03-31
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| Keywords | 点火 / 着火 / 放電 / 可視化 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
定容燃焼容器を用いて，火花放電～着火過程における放電路と初期火炎の高速度可視化観察と燃焼圧力解析実験を実施した．強いガス流動の下での希薄予混合気の火花放電～着火過程において，①伸長する放電路からの加熱を受け，初期火炎核がどこで形成されるか，②形成された初期火炎が移流しながらどのように発達していくか，③空気過剰率や周囲流動によって，火炎核形成領域と火炎の発達過程がどのように変化するか，④放電における電流供給パターンによって，放電路挙動がどのように変化するかを明らかにすることが目的である．
まず，初期火炎の形成領域を，放電路と分離して観察するために，赤外高速度撮影と直接撮影を併用した放電路と初期火炎の分離同時可視化手法を開発し，CO，CO2の赤外放射を観察することで，放電路の発光や加熱の影響を受けずに燃焼ガスの存在領域を可視化できることを確認するとともに，高希釈条件下でも，初期火炎核の形成領域は放電路周辺であることを確認した．次いで，放電電流波形，空気過剰率，燃焼機内ガス流動をパラメータとして変化させ，放電路と初期火炎の高速度可視化観察を実施した．放電エネルギーを一定の場合，高希釈条件下では放電期間が長い方が着火安定性が高く，強流動場では放電電流を高める方が着火安定性が高いことを明らかにした．
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
放電路と初期火炎の分離可視化手法を確立するとともに，定容容器を用いた実験についてはおおむね完了し，実機燃焼室内の放電から着火過程の可視化観察が可能となる見通しを得ている．これらの成果は当初の予定通りであり，おおむね順調に進展している．
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| Strategy for Future Research Activity |
定容燃焼容器を用いて確立した可視化手法を実用機関の燃焼室内に対して適用するとともに燃焼圧力解析を実施する．ここでは，放電電流波形と放電エネルギー，放電回数などと燃料成分をパラメトリックに変化させ，実機内における放電路挙動および初期火炎領域と燃焼安定性の関係，燃料依存性を明らかにし，実用機関の着火安定性を向上させるための放電制御指針を得る．
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