高速度時系列噴霧画像処理と非定常数値解析の併用による噴霧燃焼モデルの構築

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本研究では,実験的研究と解析的研究の両者が相互に密接に連携しあい,相互啓発とフィードバックを繰り返しながら,実際の物理現象に基づいた噴霧燃焼モデルを構築することを目的としている.そこで,噴霧特性量の時間変化を高速度時系列画像を用いて計測するとともに,実験と同一条件下で非定常数値シミュレーションを行い実験では得られない気相温度や化学種濃度等を見積もるとともに,実現象に基づいた噴霧モデルを構築するために,本年度は以下の内容を実行した.1)実験と同一条件の下で,気相の状態は,エネルギと化学種保存式とともにNavier-Stokes方程式を解くことでオイラー的に求め,油滴については,従来の油滴パーセルの概念を用いることなく,火炎中の全ての油滴を個々にラグランジュ的に追跡し,非定常計算を行える数値計算コードを開発する.上記の計測手法と数値計算コードを併用し下記の事項を実行する.2)油滴の存在によって生じる物理量の不均質性が,噴霧火炎の微細構造に与える影響を調べる.3)噴霧特性と油滴群燃焼形態の関連を調べる4)噴霧火炎中の流れ場と火炎構造の関連を調べる.5)実験で観測された実現象をシミュレート可能な噴霧燃焼モデルを構築し,計算コードに取り入れる.