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乱流予混合火炎の壁面近傍挙動の解明と表面反応モデルの構築

湍流预混火焰近壁行为的阐明及表面反应模型的构建

基本信息

批准号：
23246036
负责人：
宮内敏雄
金额：
$ 14.06万
依托单位：
Tokyo Institute of Technology
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research (A)
财政年份：
2011
资助国家：
日本
起止时间：
2011 至无数据
项目状态：
已结题

项目摘要

多くの実用燃焼器内の流れは,高レイノルズ数乱流燃焼状態にあり,乱流火炎と壁面の干渉が燃焼器全体の熱効率を支配している,火炎と壁面の干渉は,火炎が壁面に平行に衝突するHead on quenching(HOQ)と火炎が壁面に対して垂直に伝播するSide wall quenching(SWQ)に分類されるが,実用燃焼器で用いられている乱流火炎では,これらが混在しており,火炎と壁面の複雑な干渉が生じている.本研究では,詳細化学反応機構を考慮に入れた超並列GPUクラウドによる直接数値計算(DNS)及び高解像度時系列粒子画像速度計(PIV)とOHラジカル及びCHラジカルの高時間分解能平面レーザ誘起蛍光法(PLIF)等を組み合わせた多次元複合光学計測を用いて,燃焼室壁面での表面反応モデルを構築し,乱流予混合火炎と壁面の干渉機構を明らかにすることを目的としている.本年度は,高精度表面反応モデルの構築,乱流火炎の壁面近傍挙動と壁面熱損失特性及びそれらに対する燃料種,当量比,壁温及び乱流特性の影響の解明に重きをおいて研究を行う計画であった.表面反応モデルについては,層流条件での光学計測とDNSを比較検討することで,最適なモデル構築を行い,構築された表面反応モデルを用いて自動車エンジンを模擬した定容容器内乱流予混合燃焼のDNS及び複合光学計測を行うことで,乱流火炎の壁面近傍挙動と壁面熱損失特性を明らかにする予定であった.本年度1年間で,上述の高精度表面反応モデルの構築,乱流火炎の壁面近傍挙動と壁面熱損失特性及びそれらに対する燃料種,当量比,壁温及び乱流特性の影響の解明する予定であったが,研究期間が約1ヶ月に短縮されながらも,閉空間内の乱流予混合火炎の壁面近傍挙動と壁面熱損失特性を明らかにし,国際学会にて発表おこなうとともに,本研究に必要な情報収集を行った.

The flow inside the multi-purpose burner is high, the high-speed turbulent burning state is high, and the turbulent flames are burning on the wall. The thermal efficiency of the whole ware is dominated by the heat, the wall surface of the fire is dry, the wall surface of the fire is parallel and the conflict is head. on quenching(HOQ)と火火が面に対してverticalに伝 broadcastするSide wall quenching(SWQ)にcategoryされるが,実用burn焼器で用いられているturbulent flamesでは,これらがmixed in しており,火火とwallsurfaceのFU雑な干渉が生じている. This study is では, detailed chemistry The reflection mechanism is based on the direct numerical calculation (DNS) and high resolution of the super-parallel GPU. Time series particle imaging velocimeter (PIV) and high time resolution energy plane of OHラジカル and びCHラジカルのThe multi-dimensional composite optical measurement method is used for multi-dimensional composite optical measurement such as PLIF, etc., and the wall surface of the burning chamber isでのsurface reaction モデルをstructureし, turbulent flow mixed with flames and wall surface の渉Mechanismを明らかにすることをpurposeとしている. This year, high-precision surface reflection のモデルの structure, turbulent flames near the wall surface and heat loss of the wall Explanation of the influence of loss characteristics and turbulent flow characteristics on fuel type, equivalence ratio, wall temperature, and turbulent flow characteristics. Research and planning of the project. Surface reflection measurement and laminar flow conditions. Optical measurement and DNS. Compare the 検椋ことで, the most suitable なモデルconstruction を行い, the construction された surface reaction いててautomatic car DNS and composite optical measurement of turbulent flow in a constant-volume container are simulated and fired, The wall heat loss characteristics of the turbulent flames and the wall surface are determined by the rules. During the current year, The above-mentioned high-precision surface reflection structure, turbulent flame wall close-in motion and wall heat loss characteristics and performance The explanation of the influence of fuel type, equivalence ratio, wall temperature and turbulent flow characteristics has been determined during the research period. About 1 month of shortening, the turbulence in a closed space, the mixing of flames, the movement of the wall near the wall, and the heat loss characteristics of the wall The nature is clear, the international society is clear, and the information collection is necessary for this study.