インジェクタ内部のキャビテーション特性が噴霧形成過程に及ぼす影響の解明

点击翻译按钮获取中文摘要

昨年度に引き続いて、今年度は下記の4項目について研究を行い、かなりの成果を上げることができた。1)FIREという、既存のソフトウエアを使用して、計算機でノズル内での燃料の流れ状態を計算し、実験と比較した。その結果、計算結果は実験結果と非常に良く合うことが判明したので、種々の条件(実験では不可能な条件)を設定し、ノズル内の流れ模様の解析を行った。キャビテーションによって、微粒化が促進するという、実験結果を十分反映した計算結果が得られた。2)実際のノズルは噴孔径が0.3mm以下であるので、その中の流れを観察するにはかなりの無理がある。そこでノズルの10倍モデルを製作し、Re数を実際と同じにすることにより、現象が同じにすることができるので、その状態で高速度ビデオを使用して、ノズル内の流れを観察し、計算結果と比較した。その結果、計算結果と現象がかなり同じになることが証明され、今後は種々のノズルの形状を変えても計算結果で現象を現すことがわかったので、計算によるパラメトリック研究を行った。3)これまで、当研究室で開発してきた、ディーゼル燃焼の性能、排気性能を予測する、数学モデルによるシミュレーション・プログラムを改良し、誰でもが使用できるように、プログラムの入力、出力を改良するため、専門のソフト会社に依頼して、プログラムの前後を改良した。4)このプログラムを使用して、遺伝的アルゴリズムと組み合わせて、ディーゼル燃焼の多目的最適化の研究に取り組んだ。これはこれまでにない手法であり、ディーゼルェンジンの燃費、排気性能に及ぼす種々のパラメータの最適化を短時間のうちに予測できるものであり、この計算手法を使用することにより、エンジン設計において種々のパラメータの変化の最適化ができ、設計に要する、時間と経費を節約することができることがわかった。以上の4項目の研究について、別紙に示すように、国内、および国際学会において2編論文を発表し、また2003年度に国際会議で2編発表することにしている。