障害物上におけるデトネーション遷移メカニズムの解明（障害物の位置・高さの影響）

可燃性予混合気体中を伝播する燃焼波は，デフラグレーション波とデトネーション波に分類することができる。デフラグレーション波は亜音速で伝播する膨張波であるのに対し，デトネーション波は超音速で伝播する圧縮波である。デトネーション波を構成する衝撃波により，未燃気体の圧力および温度が上昇し，衝撃波と燃焼波が一体化して伝播する性質がある。デトネーション波面における温度および圧力は著しく高くなるため，デトネーション波が配管内等で発生した場合には，配管を破断するなど被害をもたらす可能性があるため，デトネーション波の発生メカニズムを明らかにすることが重要である。デトネーション波は，予混合気体の着火と同時に生じるものではなく，デフラグレーション波からデトネーション波への遷移（DDT）過程を伴う。本研究では，デトネーション管内にDDTを生じさせるための障害物を１個設置し，障害物によって生じるDDTメカニズムを明らかにすることを目的として実験を行った。実験では，点火端から障害物までの距離，障害物の高さ，予混合気体の初期圧力を種々変化させた。特に，障害物の背後にチタン酸ジルコン酸鉛素子（PZT）を用いた圧力センサーを10個埋め込み，障害物背後における圧力計測を試みた。超高速度ビデオカメラによる可視化観察と圧力計測を同時に行うことにより，DDT過程の調査を行った。本研究により得られたDDT過程を以下に要約する。(1) 火炎が伝播する過程で生じた圧縮波が障害物で回折することにより渦を形成し，渦に巻き込まれるように火炎が伝播するため，障害物の背後には未燃気体領域が形成される。(2) 火炎が未燃気体領域中を奥行き方向に伝播する過程で急速に加速する。PZT圧力センサーによる圧力波形では，局所爆発の発生を介さずにChapman-Jouguet（CJ）デトネーション速度を超え，DDTが生じることを明らかにした。

可燃性予混合気体中を伝播する燃焼波は，デフラグレーション波とデトネーション波に分類することができる。デフラグレーション波は亜音速で伝播する膨張波であるのに対し，デトネーション波は超音速で伝播する圧縮波である。デトネーション波を構成する衝撃波により，未燃気体の圧力および温度が上昇し，衝撃波と燃焼波が一体化して伝播する性質がある。デトネーション波面における温度および圧力は著しく高くなるため，デトネーション波が配管内等で発生した場合には，配管を破断するなど被害をもたらす可能性があるため，デトネーション波の発生メカニズムを明らかにすることが重要である。デトネーション波は，予混合気体の着火と同時に生じるものではなく，デフラグレーション波からデトネーション波への遷移（DDT）過程を伴う。本研究では，デトネーション管内にDDTを生じさせるための障害物を１個設置し，障害物によって生じるDDTメカニズムを明らかにすることを目的として実験を行った。実験では，点火端から障害物までの距離，障害物の高さ，予混合気体の初期圧力を種々変化させた。特に，障害物の背後にチタン酸ジルコン酸鉛素子（PZT）を用いた圧力センサーを10個埋め込み，障害物背後における圧力計測を試みた。超高速度ビデオカメラによる可視化観察と圧力計測を同時に行うことにより，DDT過程の調査を行った。本研究により得られたDDT過程を以下に要約する。(1) 火炎が伝播する過程で生じた圧縮波が障害物で回折することにより渦を形成し，渦に巻き込まれるように火炎が伝播するため，障害物の背後には未燃気体領域が形成される。(2) 火炎が未燃気体領域中を奥行き方向に伝播する過程で急速に加速する。PZT圧力センサーによる圧力波形では，局所爆発の発生を介さずにChapman-Jouguet（CJ）デトネーション速度を超え，DDTが生じることを明らかにした。