気液二相デトネーションの伝播機構解明：特性長評価に基づく主支配因子の同定

阐明气液两相爆轰传播机理：基于特征长度评估的主要控制因素识别

• 批准号: 21K14094
• 负责人: 渡部 広吾輝
• 金额: $ 3万
• 依托单位: Nagoya University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Early-Career Scientists
• 财政年份: 2021
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2021-04-01 至 2022-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-21K14094/
• 关键词: デトネーション; 気液二相デトネーション; 一次元定常モデル; 伝播特性; 特性長

本研究では，次世代燃焼器への応用が期待される燃焼形態であるデトネーション燃焼の中でも液滴を含む気液二相デトネーションに関して，デトネーションと液滴の特徴的な長さスケールを用いて分析する事で伝播機構の解明とそれに影響を与える要因の特定を目指している．本年度(2021年度)は液滴の分裂を考慮したEulerian-Lagrangian手法に基づく二次元数値解析モデルを基に水液滴を含む気液二相デトネーションに対する定常一次元モデルの新規開発に成功した．水液滴や気相の諸条件から水液滴を含む気液二相デトネーションの伝播速度を決定するために用いるGeneralized CJ conditionの導出も達成できた事により，水液滴や気相の諸条件を変化させた時の気液二相デトネーションの伝播速度を予測できるようになった．水液滴を含む気液二相デトネーションの一次元定常モデルを用いて，水液滴や気相の諸条件を用いて反応誘導距離と液滴の分裂が完了する距離の関係性を変化させる事で，先行研究で確認されたように反応誘導距離よりも前方で液滴の分裂が完了する場合では気相の反応性が変化する事を定量的に示した．一方で，反応誘導距離よりも後方で液滴の分裂が完了する場合では，気相の反応性が変化せず，水液滴を含む気液二相デトネーションの一次元構造は液滴を含まない気相デトネーションと同様となる事が明らかになった．さらに，他の条件は一定として水液滴の初期液滴直径を変化させた場合に，水液滴を含む気液二相デトネーションの伝播速度は非単調に変化する事が一次元定常モデルを用いた計算から明らかになった．

This study で は, next generation fuel 焼 へ の 応 with が expect さ れ る combustion 焼 form で あ る デ ト ネ ー シ ョ ン combustion 焼 の in で を も droplets containing む 気 liquid two phase デ ト ネ ー シ ョ ン に masato し て, デ ト ネ ー シ ョ ン と droplet の, 徴 な long さ ス ケ ー ル を with い て analysis す る matter で 伝 broadcast institutions の interpret と そ れ に influence を and え る by specific を の refers し て い る. This year (2021) は droplet の split を consider し た Eulerian - Lagrangian technique に base づ く secondary yuan the numerical analytical モ デ ル を base に を water droplets containing む 気 liquid two phase デ ト ネ ー シ ョ ン に す seaborne る constant a yuan モ デ ル の new rules open 発 に successful し た. Water droplets や 気 phase の conditions か ら を water droplets containing む 気 liquid two phase デ ト ネ ー シ ョ ン の 伝 sowing speed を decided す る た め に with い る Generalized CJ condition の export も reached で き た matter に よ り, Water droplets や 気 phase の conditions を variations change さ せ た when の 気 liquid two phase デ ト ネ ー シ ョ ン の を 伝 sowing speed can be で き る よ う に な っ た. Water droplet を む 気 liquid two phase デ ト ネ ー シ ョ ン の a yuan steady モ デ ル を with い て, water droplets や 気 phase の conditions を with い て inverse 応 induction distance と droplet の finished split が す る distance の masato is sexual を variations change さ せ る で, First study で confirm さ れ た よ う に inverse 応 induction distance よ り も で ahead droplet の finished split が す る occasions で は 気 phase の anti 応 sex が variations change す る matter を quantitative に shown し た. で a party, the inverse 応 induction distance よ り も finished split rear で droplet の が す る occasions で は, 気 phase の anti 応 sex が variations change せ ず, water droplet を む 気 liquid two phase デ ト ネ ー シ ョ ン の contains a yuan structure は droplet を ま な い 気 phase デ ト ネ ー シ ョ ン と with others と な る matter が Ming ら か に な っ た. さ ら に, he must be と の conditions は し て water droplets の initial droplet diameter を variations change さ せ に た situations, water droplet を む 気 liquid two phase デ ト ネ ー シ ョ ン の 伝 は non 単 sowing speed adjustable に variations change す が る things a yuan steady モ デ ル を with い た computing か ら Ming ら か に な っ た.

项目成果

In-Space Flight Demonstration Results of a Detonation Engine System on Sounding Rocket S-520-31: Flight Path and Attitude

探空火箭S-520-31上的爆震发动机系统的太空飞行演示结果：飞行路径和姿态

• 发表时间: 2021
• 作者: Hiroaki Watanabe;Koichi Matsuyama;Ken Matsuoka;Akira Kawasaki;Noboru Itouyama;Keisuke Goto;Kazuki Ishihara;Valentin Buyakofu;Tomoyuki Noda;Shiro Ito;Jiro Kasahara;Akiko Matsuo;Ikkoh Funaki et al.
• 通讯作者: Ikkoh Funaki et al.

研究者業績

科研成果

Flight Demonstration of Detonation Engine System Using Sounding Rocket S-520-31: Flight Path and Attitude

使用探空火箭S-520-31进行爆震发动机系统的飞行演示：飞行路径和姿态

• 发表时间: 2021
• 作者: Hiroaki Watanabe;Koichi Matsuyama;Ken Matsuoka;Akira Kawasaki;Noboru Itouyama;Keisuke Goto;Kazuki Ishihara;Valentin Buyakofu;Tomoyuki Noda;Shiro Ito;Jiro Kasahara;Akiko Matsuo;Ikkoh Funak et al.
• 通讯作者: Ikkoh Funak et al.

Numerical analysis on the breakup of dilute water spray in gaseous detonation

气态爆炸中稀水雾破裂的数值分析

• 发表时间: 2021
• 作者: Hiroaki Watanabe;Akiko Matsuo;Ashwin Chinnayya;Ken Matsuoka;Akira Kawasaki;Jiro Kasahara
• 通讯作者: Jiro Kasahara

The comparison of Favre average procedure for the gaseous detonation from Eulerian and Lagrangian point of view

欧拉和拉格朗日观点下气体爆炸法夫尔平均程序的比较

• 发表时间: 2021
• 作者: Hiroaki Watanabe;Akiko Matsuo;Ashwin Chinnayya;Noboru Itouyama;Akira Kawasaki;Ken Matsuoka;Jiro Kasahara
• 通讯作者: Jiro Kasahara