レ-ザ螢光法による燃焼反応速度の測定とそのストキャスティック・モデリング

激光荧光测量燃烧反应速率及其随机建模

• 批准号: 02209107
• 负责人: 小森 悟
• 金额: $ 2.56万
• 依托单位: Kyushu University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas
• 财政年份: 1990
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 1990 至 无数据
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-02209107/
• 关键词: 反応乱流; レ-ザ螢光法; ストキヤステイックモデル; 格子乱流

化学反応(燃焼)を伴う乱流混合の問題は燃焼反応装置内での燃焼反応速度の正確な評価と制御の問題、及び、道路近傍での自動車排気ガスの拡散予測等の環境問題に密接に関連し、その解決が緊急の課題とされている。そこで、本研究はこのような実用的な問題の解決に貢献するため従来の研究では解明なされていなかった化学反応(燃焼)と乱流混合の間の複雑な相互効果を実験的・理論的に解明することを目的とすることを目的とした。具体的には、極度に遅い反応、極度に速い反応、その中間程度の速さの反応の三つの反応(いずれも二次反応)をもつ液相の格子乱流中で、レ-ザ蛍光法・散乱法を用いて二成分の瞬間濃度を同時測定することにより、反応速度を評価した。特に、時間平均反応速度Rは、R=k(C___ー_AC___ー_B+<C_AC_B>___ー)で与えられ(k:反応速度定数、C___ー_A:A成分の時間平均濃度、C_A:A成分の変動濃度)、Rに及ぼす乱流混合の効果は、第二項の変動濃度積に集約されるので、この項の評価を中心に行った。さらに、CCDイメ-ジエリアセンサ-と画像処理法を用いて二成分の混合界面近傍での瞬間濃度を二次元空間で測定することにより界面の空間・時間的発展と二成分流体の混合機構を明らかにした。また、理論的研究としてクロ-ジャ-仮定を必要としない二粒子モデルとよぶラグランジュ確率密度関数モデルを用い、濃度統計量を理論的に評価し、実験値の説明をおこない、反応乱流場での混合反応機構を考察した。

Chemical reaction (combustion reaction) is associated with turbulent mixing problems, and the correct evaluation and control of the reaction speed in the combustion reaction device. , environmental problems such as automatic vehicle exhaust and dispersion prediction near roads are closely related and urgent issues are solved.そこで、The problem used in this study is the solution of the problem. The contribution of the research is the solution of the problem.応(burning) and turbulent mixing, the interaction between the complex effects, and the theoretical explanation of the mutual effects. Specific には, extreme に遅いreaction, extreme にspeed いreaction, and その intermediate degree のspeed さのreaction の三つのreaction (いずれもsecondary reaction) をもつ liquid In the phase grid turbulent flow, the することにより and the reaction speed are measured simultaneously using the instantaneous concentration of the two components and the scattering method. Special, time average reaction speed Rは, R=k(C___ー_AC___ー_B+<C_AC_B>___ー)で and えられ(k: reaction speed constant, C___ー_A:A The time average concentration of the component, the moving concentration of the C_A:A component), the effect of R and the turbulent mixing, the second item of the moving concentration product, the integration of the concentration, and the center of the center.さらに, CCD イメ-ジエリアセンサ-とimage processing method をusing いてtwo-component mixing interface close proximity でのinstant concentrationをThe measurement of the two-dimensional space is the development of space and time at the interface and the mixing mechanism of the two-component fluid.また、Theoretical research としてクロ-ジャ-仮定をNecessary としないtwo particles モデルとよぶラグランジュaccuracy density off number モデルをutilization, concentration statistic を theory evaluation, explanation of 実験値のをおこない, reaction turbulent flow field and mixed reaction mechanism した.

项目成果

S.Komori: "The effects of turbulent mixing on the correlation between the two species and on concentration flugtuations in nonーpremixed reacting flows" J.Fluid Mech.(1991)

S.Komori：“湍流混合对两种物质之间的相关性以及对非预混合反应流中浓度波动的影响”J.Fluid Mech.(1991)

小森 悟: "流体力学の世界:第6章化学反応と乱流" 朝倉書店, 203 (1990)

小森悟：“流体动力学的世界：第6章化学反应和湍流”朝仓书店，203（1990）

S.Komori: "Simultaneous measurements of instantaneous concentrations of two reacting species in a turbulent flow nith a rapid reaction" Phys.Fluids A. 3. (1991)

S.Komori：“在快速反应中同时测量湍流中两种反应物质的瞬时浓度”Phys.Fluids A. 3. (1991)

S.Komori: "Concentration statistics in shearーfree gridーgenerated turbulence with a secondーorder rapid reaction" Advances in Turbulence 3. (1991)

S. Komori：“具有二阶快速反应的无剪切网格生成湍流的浓度统计”，湍流进展 3。（1991）

S.Komori: "Simultaneous measurements of instantaneous concentrations of two species being mixed in a turbulent flow by using a combined laserーinduced fluorescence and laserーscattering technique" Phys.Fluids A.1. 349-351 (1989)

S.Komori：“使用激光诱导荧光和激光散射组合技术同时测量在湍流中混合的两种物质的瞬时浓度”Phys.Fluids A.1 (1989)。