衝撃波と燃焼反応の干渉とそれによる高速燃焼

点击翻译按钮获取中文摘要

計画に沿って実験と数値解析の両面から研究を進めた。1.実験 既存の装置による開放空間中での実験と新たなデトネ-ション管の作製と試験を行なった。(1)開放空間中におかれた水素酸素混合気中を火炎伝播させて、生成される衝撃波と火炎の挙動を観測した。混合気中に繰り返しおかれた障害物によって強く乱されると、そこで爆発が生じなくても強い乱流火炎だけで爆風が発生することを瞬間シュリ-レン写真と圧力測定から示すことができた。(2)デトネ-ション感度を調べるための装置を新たに製作した。この装置ではデトネ-ション管のテスト部の形状に工夫がなされており,また管全体の温度制御が可能になっており,燃焼特性の温度依存性が調べられるようになっている。本年度は基本的な性能試験を行なうことができた。2.数値解析 二方向から進めた。化学反応に関するデ-タ及び計算法と、流体力学に関する計算法とである。(1)水素あるいは炭化水素の燃焼に現れる化学種の熱化学的性質のデ-タ、並びに反応速度の定数などのデ-タベ-スをつくり、数値解析に利用する手法について検討した。また燃焼反応は素反応の連鎖からなっているため化学種の生成速度の数値積分は硬い系になるため、高速で積分するための手法について検討した。(2)火炎により生成される圧縮波・爆風の性質について数値シミュレ-ションした。適当な無次元化を行なえば、そのピ-ク圧が火炎伝播速度にのみ依存することを見いだした。また火炎と圧縮波の干渉の直接数値計算の手法を開発し、適用を試みた。