| Research Abstract |
本研究では,乱流火炎構造と燃焼器内圧力変動の非線形な関係を利用した非線形能動制御を用いた高効率・低環境負荷燃焼器を実現するために,燃焼モニタリングセンサー,制御デバイス及び燃焼制御アルゴリズムを総合的に開発することを目的としている.この目的を達成するために,世界最先端の多次元多変量光学計測を用いて受動的に制御された乱流予混合火炎の火炎構造や乱流構造,それらと燃焼器内圧力変動及び燃焼騒音との関係を明らかにするとともに,すでに開発した半導体レーザ吸収分光センサーの情報と火炎構造等の関係を明らかにし,能動制御アルゴリズムの構築を行う.また,構築した制御アルゴリズムと半導体レーザ吸収分光センサー及び制御デバイスとして二次燃料噴射を用いて,乱流燃焼場の能動制御技術を確立する.平成20年度は,実験的研究では,研究代表者らのこれまでの研究で燃焼騒音とNOx排出量の低減が実現されている受動制御を受けたモデル燃焼器の乱流予混合火炎の構造解明に重点をおいて,数値的研究では,これまでに構築した乱流予混合火炎のLESのためのSGS乱流燃焼モデルを希薄予混合火炎に拡張することに重点をおいて研究を行った.実験的研究では,複数の二次元断面において平面レーザ誘起蛍光法(PLIF)を行い,それらの結果から三次元的な火炎構造を再構築し,二次燃料噴射の特性と火炎構造の関係を明らかにした.また,ダブルパルスCH-PLIF,OH-PLIF及ぶスレテオPIVの同時計測法を確立し,乱流予混合火炎の動的特性を明らかにした.数値的研究では,乱流燃焼の直接数値計算(DNS)を乱流噴流予混合火炎,V型乱流火炎に拡張すると共に,高レイノルズ数一様等方性乱流中を伝播する希薄乱流予混合火炎のDNSデータを用いて,これまでに開発したSGS乱流燃焼モデルの希薄条件への適合性を検証した.
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