Clarification of Cool Flame Dynamics by Deep Learning as Dimensionality Reduction Technique

通过深度学习作为降维技术来阐明冷火焰动力学

• 批准号: 21K14347
• 负责人: 齊藤 允教
• 金额: $ 2.91万
• 依托单位: Nihon 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 2025-03-31
• 项目状态: 未结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-21K14347/
• 关键词: 冷炎ダイナミクス; 冷炎振動; 複数燃料液滴; 数値シミュレーション; 深層学習; 低次元化解析; 微小重力実験; 冷炎; 液滴燃焼; 低次元化; 微小重力燃焼

炭化水素系燃料の自発点火過程で生じる冷炎を対象として，数値シミュレーション，観測ロケット・落下塔実験および深層学習による低次元化解析により，冷炎ダイナミクスの解明を目指している．2022年度は，数値シミュレーションで得られた９液滴燃料の自発点火データを用いて，変分自己符号化器による分析を実施した．数値シミュレーションにより得られた温度や冷炎発生に寄与する化学種の数値データを使用し，2次元位相平面上へ低次元化した結果，2次元の潜在変数で状態を一意に推定可能な時間発展軌跡を位相平面上に表現することが出来た．本成果は国際燃焼シンポジウムで成果発表を行い，論文化を実施した．また，複数燃料の存在による干渉の影響を調査するため，干渉の影響を評価できる最小液滴数である二液滴燃料と，基準となる単一液滴での数値シミュレーションの結果を用いて分析を実施した．変分自己符号化器を用いて3次元の位相空間に写像を行い，二液滴の内側と外側で3次元空間内での軌跡に違いが生じることが分かった．二液滴の外側と単一液滴では軌跡の軌道面の相対位置が近く，二液滴内側では他の二条件と比較して軌道面が離れていることが分かり，干渉の影響の差異を軌道面直交方向に座標軸を選ぶことで表現できる可能性が示唆された．自発点火に加えて，強制点火による冷炎伝播の数値シミュレーションも進めている．自発点火が生じない雰囲気温度である500 Kと自発点火が生じる600 Kの二条件で計算を実施し，伝播モードが異なることが明らかとなった．この成果は，国際学会で成果発表を実施した．ロケット実験は，装置開発の遅れが生じているが，フライトモデルの開発が終了した．学内の落下塔を用いた微小重力実験用装置の開発も遅れを生じているが，2022年度中にバックリット法による液滴径の計測と中赤外ふく射強度による冷炎の同時観測を達成した．

The process of carbonized water fuel self-ignition has caused cold inflammation in the process of combustion. In the process of self-ignition of carbonized water-based fuel, the process of self-ignition of carbonized water series fuel has been studied in the process of self-ignition of carbonized water fuel. in the process of self-ignition of carbonized water fuel, the process of self-ignition of carbonized water-based fuel, the process of self-ignition of carbonized water-based fuel, the process of self-ignition of carbonized water-based fuel, the analysis of low-dimensional analysis, the use of liquid droplet fuel self-ignition. Use your own symbolizer to analyze the results of the low-dimensional simulation on the second-dimensional phase plane. The potential data of the second dimension is presumed that it is possible to show signs of error on the phase plane. In this paper, the results show that the results are listed in the table of results in terms of culture. In addition, there is a negative impact on the number of complex fuels, and the minimum number of liquid droplets is affected by the temperature. The results of the basic one-drop temperature measurement test were used to analyze the results of the test. The symbolizer is used to write the image in the three-dimensional phase space, and the two-drop internal and external device is used to write the image in the three-dimensional space, and the two-drop internal and external device is used in the three-dimensional space. The two-drop external device is close to the opposite position on the road surface. In the second drop, the two conditions are better than those on the pavement, and the sign of the right direction of intersection on the road surface is selected to indicate the possibility of instigating it. Forced ignition, cold inflammation, cold inflammation, temperature, temperature The equipment has been operated and the equipment has been operated. The falling tower in the school has been operated with a micro-gravity device. The equipment has been used to operate the equipment. In 2022, the infrared radiation intensity has been tested in the liquid drop diameter meter. The radiation intensity and cold inflammation have been changed at the same time.

项目成果

燃料液滴列に生じる冷炎の振動現象と液滴間干渉効果に関する変分自己符号化器を用いた調査

变分自编码器研究燃料液滴阵列中冷焰振动现象及液滴间的干涉效应

• 发表时间: 2021
• 作者: Kazuki Iemura;Masanori Saito;Yusuke Suganuma;Masao Kikuchi;Yuko Inatomi;Hiroshi Nomura;Mitsuaki Tanabe;家村 和輝，新井 史也，齊藤 允教，田辺 光昭;家村 和輝,新井 史也,齊藤 允教,田辺 光昭
• 通讯作者: 家村 和輝,新井 史也,齊藤 允教,田辺 光昭

Analysis of spatial-temporal dynamics of cool flame oscillation phenomenon occurred around a fuel droplet array by using variational auto-encoder

• DOI: 10.1016/j.proci.2022.09.047
• 发表时间: 2022-11
• 期刊: Proceedings of the Combustion Institute
• 影响因子: 3.4
• 作者: Kazuki Iemura;Masanori Saito;Y. Suganuma;M. Kikuchi;Y. Inatomi;H. Nomura;Mitsuaki Tanabe

燃料二液滴で生じる冷炎振動に関する研究

两滴燃料液滴引起的冷焰振荡研究

• 发表时间: 2022
• 作者: Kazuki Iemura;Masanori Saito;Yusuke Suganuma;Masao Kikuchi;Yuko Inatomi;Hiroshi Nomura;Mitsuaki Tanabe;家村和輝,齋藤麟太郎,高畑優星,齊藤允教,田辺光昭;菅沼祐介,齊藤允教,菊池政雄,稲富裕光,三上真人,森上修,野村浩司,田辺光昭;家村和輝,齋藤麟太郎,髙畑優星,齊藤允教,田辺光昭
• 通讯作者: 家村和輝,齋藤麟太郎,髙畑優星,齊藤允教,田辺光昭

Influence of Difference in Ambient Temperature and Inter-Droplet Distance on Cool Flame Spread Behavior of Fuel Droplet Array

环境温度和液滴间距离差异对燃料液滴阵列冷焰蔓延行为的影响

• 发表时间: 2022
• 作者: Hideaki Ikezawa;Masanori Saito;Yusuke Suganuma;Mitsuaki Tanabe and Hiroshi Nomura
• 通讯作者: Mitsuaki Tanabe and Hiroshi Nomura

燃料二液滴で生じる冷炎振動に関する位相空間を用いた研究

利用相空间研究两个燃料滴引起的冷火焰振荡

• 发表时间: 2022
• 作者: Kazuki Iemura;Masanori Saito;Yusuke Suganuma;Masao Kikuchi;Yuko Inatomi;Hiroshi Nomura;Mitsuaki Tanabe;家村和輝,齋藤麟太郎,高畑優星,齊藤允教,田辺光昭
• 通讯作者: 家村和輝,齋藤麟太郎,高畑優星,齊藤允教,田辺光昭