ストリッピングとレイリーテイラー不安定性を考慮した液滴微粒化分布特性予測式の確立

考虑剥离和瑞利-泰勒不稳定性的液滴雾化分布特征预测公式的建立

• 批准号: 19J13109
• 负责人: 神谷 朋宏
• 金额: $ 1.09万
• 依托单位: Gifu University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2019
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2019-04-25 至 2021-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-19J13109/
• 关键词: 微粒化; 液滴; 気液二相流

噴霧燃焼において、微粒化で形成される微細液滴のサイズは液体燃料の蒸発率に大きな影響を及ぼし、結果として、燃焼過程に大きな影響を与える。そのため、微粒化によって形成される微細液滴の径を予測することは重要となる。そこで、本研究の目的は、液滴微粒化で形成される微細液滴の粒度分布特性を明らかにし、粒度分布予測式を提案することである。微細液滴の径は、顕微鏡を用いて微細液滴を超高解像度で撮影し、撮影画像を画像処理することで測定される。被写体とカメラレンズ（顕微鏡）の距離を任意に制御できる較正装置を用いて、測定誤差の明確化および被写界深度の定式化を行い、微細液滴径の測定手法を確立した。液滴微粒化で形成される微細液滴が広がる領域の一部分を顕微鏡で超拡大撮影し、高Weber数条件での液滴微粒化で形成される微細液滴の体積確率密度分布、Sauter平均粒径（SMD）およびmass median直径（MMD）の時間変化を明らかにした。その結果、液滴微粒化による微細液滴の体積確率密度分布は、ピークが一つヒストグラムになることがわかった。さらに、体積確率密度分布は概ねroot-normal分布関数で記述されることが明らかとなった。また、SMDおよびMMDは時間の経過とともに大きくなることがわかった。さらに、ある時刻を過ぎるとSMDおよびMMDの増加率が大きくなることが確認された。粒度分布予測式を提案するためには、粒度分布を記述する分布関数を決定することが求められる。得られた予測式を検証するときには、平均粒径のデータは有益である。以上から、本研究は、粒度分布予測式の確立に大きく貢献した。

Spray combustion, fine droplet formation, evaporation rate of liquid fuel, results, combustion process It is important to predict the diameter of fine droplets formed by particle formation. The purpose of this study is to clarify the particle size distribution characteristics of fine droplets and to propose a prediction formula for particle size distribution. The diameter of fine droplets can be measured by micro-mirrors with ultra-high resolution imaging and image processing. The distance of the object to be written is arbitrarily controlled, the correction device is used, the measurement error is clarified, the depth of the object to be written is formulated, and the measurement method of the diameter of the fine liquid drop is established. A part of the micro-droplet formation area is characterized by ultra-large absorption by micro-mirrors, volume accuracy density distribution of micro-droplets formed under high Weber number conditions, and temporal variation of Sauter mean particle size (SMD) to mass median diameter (MMD). As a result, droplet atomization, volume accuracy density distribution of fine droplets, etc. The density distribution of volume accuracy is described as root-normal distribution. The SMD is the only one who has the right to do so. The increase rate of SMD and MMD is higher than that of other countries. Particle size distribution prediction formula is proposed, particle size distribution description is determined, The prediction formula is useful. The above mentioned contributions to the establishment of particle size distribution prediction equations in this study.

项目成果

Effect of a wake on drag and deformation of liquid column at high Weber numbers

• DOI: 10.1299/jfst.2020jfst0006
• 发表时间: 2020
• 期刊: Journal of Fluid Science and Technology
• 影响因子: 0.8
• 作者: T. Kamiya;M. Asahara;T. Miyasaka

Visualization of Droplet Breakup in High Weber Number Flow using Laser Rupture Method

使用激光破裂法可视化高韦伯数流中的液滴破裂

• 发表时间: 2019
• 作者: Yasuaki Hattori;Tomohiro Kamiya;Makoto Asahara;Takeshi Miyasaka
• 通讯作者: Takeshi Miyasaka

Statistical quantification of drop deformation behaviour and breakup initiation time in high speed air flow

• DOI: 10.1299/transjsme.20-00318
• 发表时间: 2021
• 期刊: Transactions of the JSME (in Japanese)
• 作者: T. Kamiya;M. Asahara;T. Miyasaka;K. Asato

気流中で微粒化された微細液滴分布の確率評価

气流中雾化细小液滴分布的概率评估

• 发表时间: 2019
• 作者: T. Mano;E. A. Susaki;K. Murata;K. Kon;C. Shimizu;H. Ono;K. Miyamichi;K. Touhara;H. R. Ueda;服部晏明，神谷朋宏，宮坂武志，朝原誠
• 通讯作者: 服部晏明，神谷朋宏，宮坂武志，朝原誠

気流中に曝露された単一液滴の微粒化：微細液滴の空間分布

暴露于气流中的单个液滴的雾化：细小液滴的空间分布

• 发表时间: 2020
• 作者: Hokuto Sekine;Hiroyuki Koizumi and Kimiya Komurasaki;神谷朋宏，服部晏明，朝原誠，宮坂武志
• 通讯作者: 神谷朋宏，服部晏明，朝原誠，宮坂武志