Influence to Combustion Characteristic with Time-dependent Mixing Process of Microscopic Structure in Turbulent Diffusion Fiames

湍流扩散火焰中微观结构随时间变化的混合过程对燃烧特性的影响

• 批准号: 05452158
• 负责人: OHTAKE Kazutomo
• 金额: $ 4.99万
• 依托单位: Toyohashi University of Technology
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for General Scientific Research (B)
• 财政年份: 1993
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 1993 至 1994
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-05452158/
• 关键词: TURBULENT DIFFUSION FLAME; FLAME STRUCTURE; GAS COMBUSTION; TURBULENT SCALE; MICROSCOPIC STRUCTURE; HIERARCHICAL STRUCTURE; RAYLEIGH SGATTERING; INFORMATION ENTROPY; 乱流拡散; 燃焼排出物; 微視的混合; レイリ散乱

Space- and time-resolved information, as well as macro- and microscopic visualizations, is essential for detailed study of mixing, reaction and heat transfer mechanisms in a turbulent diffusion flame. However, turbulent diffusion flame structures have been studied almost solely by time-resolved single-point measurement due to the restriction of diagnostics. In this study, time-dependent spatial mixing processes in turbulent diffusion flame are visualized by instantaneous flame luminosity and plane Mie scattering images by an ultrahigh-speed video system (Fastcam). It is found that the auto-similarity of the instantaneous turbulent diffusion flame structure has a fractal dimension defined by fractal analysis which appears corresponding to the fractal analysis of the combustion region. Macroscopic movements of the flame region are classified in terms of the instantaneous variations of flame shape. The texture analysis resulted the relationships in flame structures in different areas. Information entropy analysis was used to get its existing probability and gave the information on the existence of wrinkling flame structures.

空间和时间分辨的信息，以及宏观和微观的可视化，是必不可少的湍流扩散火焰中的混合，反应和传热机理的详细研究。然而，湍流扩散火焰结构的研究几乎完全是通过时间分辨的单点测量，由于诊断的限制。在这项研究中，随时间变化的空间混合过程中湍流扩散火焰可视化的瞬时火焰光度和平面Mie散射图像的超高速视频系统（Fastcam）。结果表明，瞬时湍流扩散火焰结构的自相似性具有分形维数，它与燃烧区的分形分析相对应。根据火焰形状的瞬时变化对火焰区域的宏观运动进行了分类。通过纹理分析，得到了不同区域火焰结构的对应关系。采用信息熵分析方法，得到其存在的概率，给出了火焰结构存在的信息。

项目成果

Ida Tamio: "Misroscopic Structures in Turbulent Diffusion" JSME International Journal(B). 37-3. 629-635 (1994)

Ida Tamio：“湍流扩散中的微观结构”JSME 国际期刊（B）。

井田民夫: "乱流拡散火炎における局所混合過程の秩序構造に関する研究" 化学工学学会第59年会講演要旨集. 280-280 (1994)

Tamio Ida：“湍流扩散火焰中局部混合过程的有序结构的研究”化学工程师学会第 59 届年会记录 280-280 (1994)。

Tamio, IDA and Giichi NISHINO,Kazutomo OHTAKE: "Coherent Structure on Local Mixing Process of Turbulent Diffusion Flames" The 59th Symp.of the Society of Chemical Eng.Japan. 280-280 (1994)

Tamio、IDA 和 Giichi NISHINO、Kazutomo OHTAKE：“湍流扩散火焰局部混合过程的相干结构”第 59 届日本化学工程学会研讨会。

井田民夫: "超高速ビデオシステムによるラグランジュ的時系列乱流拡散混合過程の実験的研究" 日本機械学会論文集. (掲載決定).

Tamio Ida：“使用超高速视频系统进行拉格朗日时间序列湍流扩散混合过程的实验研究”日本机械工程师学会会议录（决定出版）。

井田民夫: "直交2平面超高速ビデオシステムによる乱流拡散混合過程の時系列フラクタル性に関する研究" 日本機械学会第69期関西支部定時総会講演会講演論文集. 223-225 (1994)

Tamio Ida：“使用正交两平面超高速视频系统研究湍流扩散混合过程的时间序列分形性质”日本机械工程师学会第 69 届关西分会年会论文集 223-225（。 1994）