密閉容器内での球状火炎のふるまい

原子炉格納容器内での水素の燃焼挙動を調べる目的で、小型燃焼器中での可視化実験および球状火炎の運動の数値実験を行なった。計測系以外の実験装置は写真に示されるとおりである。TiCl_4飽和蒸気を含むヘリウムおよびメタン気体と燃焼によって生成する水蒸気が反応するとTiO_2超微粒子が生成され、レ-ザ光を照射して散乱光をCCDカメラ(東京電子、CS3440)で撮影すると流れの可視化画象が得られる。画像をビデオレコ-ダ(松下電器、NVーBS900)に記録した後 MacVisionによりMac/SE30にとりこみDigital Darkroomで画像処理する。なお測定系とインタフエ-スにはMacADIOS488を用いた。結果はつぎの通り。1)He気体パフの各時刻での巨視的幾何形状を測定ができた。2)パフの運動は初期状態に著しく影響される。3)流体境界の詳細構造の測定にはレ-ザシ-トの厚さをさらに薄くし強度(現在35mW)をあげる必要がある。数値実験の結果はつぎの通り。1)密閉容器内の火炎の運動を記述できる基礎方程式を導きどんな場合に浮力の影響を考慮する必要があるかを明らかにした。2)燃焼波面の運動をVolume of Fluid法により追跡し、未燃気体と燃焼気体については個別にブシネスク近似を適用して火炎の運動を調べる方法を提案した。3)初期条件として一定の波数の乱れを仮定したときの数値計算を実施中である。

原子炉格納容器内での水素の燃焼挙動を調べる目的で、小型燃焼器中での可視化実験および球状火炎の運動の数値実験を行なった。計測系以外の実験装置は写真に示されるとおりである。TiCl_4飽和蒸気を含むヘリウムおよびメタン気体と燃焼によって生成する水蒸気が反応するとTiO_2超微粒子が生成され、レ-ザ光を照射して散乱光をCCDカメラ(東京電子、CS3440)で撮影すると流れの可視化画象が得られる。画像をビデオレコ-ダ(松下電器、NVーBS900)に記録した後 MacVisionによりMac/SE30にとりこみDigital Darkroomで画像処理する。なお測定系とインタフエ-スにはMacADIOS488を用いた。結果はつぎの通り。1)He気体パフの各時刻での巨視的幾何形状を測定ができた。2)パフの運動は初期状態に著しく影響される。3)流体境界の詳細構造の測定にはレ-ザシ-トの厚さをさらに薄くし強度(現在35mW)をあげる必要がある。数値実験の結果はつぎの通り。1)密閉容器内の火炎の運動を記述できる基礎方程式を導きどんな場合に浮力の影響を考慮する必要があるかを明らかにした。2)燃焼波面の運動をVolume of Fluid法により追跡し、未燃気体と燃焼気体については個別にブシネスク近似を適用して火炎の運動を調べる方法を提案した。3)初期条件として一定の波数の乱れを仮定したときの数値計算を実施中である。