高負荷燃焼における乱流および固体壁の効果に関する化学動力学的研究

高负荷燃烧中湍流和固壁效应的化学动力学研究

• 批准号: 63603531
• 负责人: 福谷 征史郎
• 金额: $ 1.79万
• 依托单位: Kyoto University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas
• 财政年份: 1988
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 1988 至 无数据
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-63603531/
• 关键词: 乱流火炎; 多次元シュリーレン法; 化学反応モデル; 消炎; 冷却固体壁

1.火炎面の移動方向に対して仮定を設けることによって、さらに広い範囲の火炎内乱れについての測定データが解析できるようにした。すなわち、微少な範囲内では火炎面は平面であると近似でき、その移動の方向が火炎面に対して垂直であると仮定する。火炎中のある位置を中心とした3点で同時にシュリーレン像の光強度の時間変化を測定して、そのずれに基づき火炎面の傾き角と乱れの移動速度の大きさとを決定する。この方法によって水素-空気同軸噴流拡散火炎の火炎各部の乱れの移動方向と速度の分布を求めた。2.水素-空気系乱流火炎のシミュレーションとして、直接シミュレーションを試みた。これはNavier-Stokesの方程式をはじめとする支配方程式を直接解くもので、乱流火炎全体の状態を検討し、どのような実験データが必要であるかなどを判断する手段としては有効であるといえる。設定したモデルは円筒座標系を用いて表した連続の式、運動方程式などの支配方程式からなっており、水酸基、水素原子、酸素原子など9種類の化学種とそれらの間に生じる21組の素反応が組み込まれた化学反応モデルである。数値解法は、まず空間を微小なコントロールボリウムに分割することによって差分化した各支配方程式を時間依存法によって解き、実験条件に対応する境界条件のもとでそれぞれの解がほぼ擬定常解になるまでこの操作を繰り返すというものである。得られた結果は以下のようなものである。(1)得られた流速分布のうち特に半径方向の分布は火炎基部を除いてきわめて乱れたものとなり、対応する実験条件の火炎について得られた結果と定性的に一致する。また温度分布にも局部的な乱れがみられる。(2)火炎基部を除いた十分発達した乱流火炎については、温度や各化学種濃度の分布に乱れがあるものの、瞬間的には相流火炎の場合と同様にBurke-Schumannモデルがほぼ成立している。

1. の fire inflammation surface direction に し seaborne て 仮 set を set け る こ と に よ っ て, さ ら に hiroo い van 囲 の fire inflammation civil strife れ に つ い て の determination デ ー タ が parsing で き る よ う に し た. す な わ ち, slightly less な fan 囲 で は fire inflammation surface は plane で あ る と approximate で き, そ の の direction が fire inflammation surface に し seaborne て vertical で あ る と 仮 set す る. Fire inflammation in の あ る を center と し で た 3 p.m. at the same time に シ ュ リ ー レ ン like の light intensity の time variations change を determination し て, そ の ず れ に base づ き fire inflammation surface Angle of tilt の き と disorderly れ の movement speed の big き さ と を decided す る. The <s:1> <s:1> method によって hydrogen-air coaxial jet 拡 disperses the <s:1> flame, each part of the <s:1> flame is disorderly れ <s:1> movement direction と speed <e:1> distribution を find めた. 2. The water is empty - 気 disorderly filariasis inflammation の シ ミ ュ レ ー シ ョ ン と し て, direct シ ミ ュ レ ー シ ョ ン を try み た. こ れ は Navier - Stokes equation を の は じ め と す る govern equations を direct く も の で, filariasis infection state of all the の を beg し 検, ど の よ う な be 験 デ ー タ が necessary で あ る か な ど を judgment す る means と し て は have sharper で あ る と い え る. Set し た モ デ ル は has drifted back towards &yen; cylinder coordinate system を with い て table し た even 続 の type, the motion equation of な ど の govern equations か ら な っ て お り, water, acid, water, acid element atoms な ど 9 species の chemical と そ れ ら に between の じ る 21 group of の anti 応 が group み 込 ま れ た chemical anti 応 モ デ ル で あ る. は, the numerical solution ま ず space を tiny な コ ン ト ロ ー ル ボ リ ウ ム に segmentation す る こ と に よ っ て differencing し た the dominate equation を method of time dependent に よ っ て き, be 験 conditions に 応 seaborne す る boundary conditions の も と で そ れ ぞ れ の solution が ほ ぼ proposed solution often に な る ま で こ の operation を Qiao り return す と い う も の で あ る. The result is られた. The following is ような ような られた である である である. (1) ら れ た velocity distribution の う ち, に radial distribution は の fire inflammation base を except い て き わ め て disorderly れ た も の と な り, 応 seaborne す る be 験 conditions の fire inflammation に つ い て have ら れ た と qualitative に consistent す る. Youdaoplaceholder0 temperature distribution に な local な disorder れがみられる. (2) the fire inflammation base を except い た very 発 da し た disorderly filariasis inflammation に つ い て は, temperature や various chemical species concentration の に disorderly れ が あ る も の の, instantaneous に は phase filariasis inflammation と の occasions with others に Burke, Schumann モ デ ル が ほ ぼ established し て い る.

项目成果

Seishiro FUKUTANI: Memoirs of the Faculty of Engineering Kyoto University. 50. 201-214 (1988)

福谷征四郎：京都大学工学部回忆录。