权益分类	功能权益	普通用户	{{item.name}}会员
{{category.name}}	{{benefitItem.name}}

Elucidation of unstable combustion and construction of its AI-based sign detection for hydrogen combustion under lean-burn condition

稀燃条件下氢气燃烧不稳定燃烧的阐明及其基于人工智能的信号检测构建

基本信息

批准号：
22H00192
负责人：
黒瀬良一
金额：
$ 27.54万
依托单位：
Kyoto University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research (A)
财政年份：
2022
资助国家：
日本
起止时间：
2022-04-01 至 2025-03-31
项目状态：
未结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-22H00192/
关键词：
不安定燃焼水素 AI検知計測数値シミュレーション水素燃焼

项目摘要

(1) 実験：(Ⅰ)単管燃焼器：フラッシュバックの計測が可能な弱旋回燃焼器及びシステムを設計し，安全装置として，光センサーによる逆火検知と燃料供給自動停止機構，フレームアレスター，ラプチャーディスクを採用した．また，燃焼器出口から上流側の金属壁を石英ガラス管に変更し，フラッシュバック発生時の燃焼器内部における火炎と流速場の挙動の可視化を可能とした．以上の機能を持つ燃焼器を製作し，予備試験としてフラッシュバック発生前後における燃焼器内変動圧，OH*自発光画像，流速場（PIV）の高時間分解能同時計測を実施した．その結果，バルク流速15m/sの水素-空気希薄予混合火炎について，当量比約0.63でフラッシュバックが発生することを確認し，燃焼器の安全装置が正常に働くことを確認した．また，上記3点の計測項目についても，問題なく計測ができることを確認した．(Ⅱ)アニュラ燃焼器：バルク流速5m/s，当量比0.4，燃焼器内壁高さ150~335mm（内壁外径140mm），外壁高さ250~400mm（外壁内径250mm）の試験条件において水素燃料を用いた希薄予混合燃焼試験を実施し，燃焼器内変動圧，OH*自発光画像，流速場（PIV），燃焼器外側の音圧レベル（SPL）の計測を行った．計測の結果，内壁高さ220mm，外壁高さ350mmの条件において，周波数約1300Hz，片側振幅約15～20Paの燃焼器周方向モードの圧力変動を確認した．また，OH*自発光画像とPIV計測の結果から，隣接する火炎の干渉が強く発生していることが明らかとなった．(2)数値計算：実験で設計された単缶燃焼器およびアニュラ燃焼器を対象に，メッシュ作成，および試計算を行った．この結果，単管燃焼器およびアニュラ燃焼器内の乱流燃焼場をインハウスの直交座標系コードFK3を用いたLESにより概ね再現可能であることを確認した．また，水素燃焼に顕著となる選択拡散の効果を考慮可能なフレームレット法を確立し，その有効性を明らかにした．

(1)(I) Single-tube burner: measurement and measurement of possible weak cycle burner and system design, safety device, light switch, backfire alarm, fuel supply automatic stop mechanism, fuel supply automatic stop mechanism. The metal wall on the upstream side of the burner outlet is quartz tube, and it is possible to visualize the flame and flow field inside the burner during combustion. The above functions are supported by the burner fabrication, pre-test, dynamic pressure inside the burner before and after generation, OH* self-emission image, high time resolution of velocity field (PIV), and simultaneous measurement and implementation. As a result, it was confirmed that the water-air mixture at a flow rate of 15m/s was stable, and the equivalence ratio was about 0.63. It was confirmed that the safety device of the burner was normal. The above 3 points of measurement items are recorded. The problem is that the measurement is confirmed. (II) Burner: flow velocity 5m/s, equivalence ratio 0.4, burner inner wall height 150~335mm (inner wall outer diameter 140mm), outer wall height 250~400mm (outer wall inner diameter 250mm), test conditions for mixed combustion, pressure variation in burner, OH* self-emission profile, flow velocity field (PIV), measurement of pressure outside burner (SPL). As a result of the measurement, the pressure variation in the circumferential direction of the burner was confirmed under the condition that the inner wall height was 220mm and the outer wall height was 350mm, the frequency was about 1300Hz, and the plate side amplitude was about 15~20Pa. The OH* self-luminous image and PIV measurement results are different, and the adjacent fire is not strong enough to produce light. (2)Number calculation: design, combustion, combustion, image preparation, test calculation As a result, the turbulent combustion field in the single-tube combustor is confirmed by the orthogonal coordinate system FK3. The effect of the combustion of water is considered.

项目成果

期刊论文数量（13）

专著数量（0）

科研奖励数量（0）

会议论文数量（0）

专利数量（0）

Pressure-based semi-implicit solver considering real gas effect

考虑真实气体效应的基于压力的半隐式求解器

DOI：
发表时间：
2023
期刊：
影响因子：
0
作者：
Sho Wada;Reo Kai;Ryoichi Kurose
通讯作者：
Ryoichi Kurose

Investigation of combustion noise generated by an open lean-premixed H2/air low-swirl flame using the hybrid LES/APE-RF framework

使用混合 LES/APE-RF 框架研究开放式稀薄预混氢气/空气低旋流火焰产生的燃烧噪声

DOI：
10.1016/j.combustflame.2022.112360
发表时间：
2022
期刊：
Combustion and Flame
影响因子：
4.4
作者：
Pillai Abhishek Lakshman;Inoue Shimpei;Shoji Takeshi;Tachibana Shigeru;Yokomori Takeshi;Kurose Ryoichi
通讯作者：
Kurose Ryoichi

LES flamelet modeling of hydrogen combustion considering preferential diffusion effect