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

利用高速时序喷雾图像处理和非稳态数值分析构建喷雾燃烧模型

• 批准号: 14750138
• 负责人: 赤松 史光
• 金额: $ 2.24万
• 依托单位: Osaka University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Young Scientists (B)
• 财政年份: 2002
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2002 至 2003
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-14750138/
• 关键词: 噴霧燃焼; 数値シミュレーション; 燃焼モデル; 非定常現象; 時系列データ; 高速度画像; ラジカル自発光; 位相ドップラー流速計

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.

This study is aimed at the study and analysis of physical phenomena in the field of spray combustion. Therefore, when the temporal variation of spray characteristics is measured using a series of images at high speeds, if a non-constant value system is implemented under the same conditions, the temperature of the gaseous phase and the concentration of chemical species can be obtained. In addition, if the basic spray pattern is constructed in the actual phenomenon, the following contents will be implemented this year. 1) Under the same conditions, the state of the gaseous phase is different. The Navier-Stokes equation is solved by the chemical species conservation formula, and the concept of oil droplets is used. The oil droplets in the fire are all stored in the Navier-Stokes equation. The unsteady calculation is carried out. 2) Heterogeneity of physical quantities related to the existence of oil droplets, adjustment of the influence of fine structure on spray combustion 3) Adjustment of the correlation between spray characteristics and combustion morphology 4) Adjustment of the correlation between flow field and structure of spray combustion 5) Adjustment of phenomena related to the existence of oil droplets Calculate the number of entries.

项目成果

梁 泳準, 赤松史光, 香月正司: "高速度画像撮影および局所火炎自発光の同時計測によるよどみ流中予混合噴霧火炎構造の検討"日本機械学会論文集B編. 70・690. 530-537 (2004)

梁英俊、赤松文光、一树正史：“通过高速成像和局部火焰自发光同步测量研究滞流中的预混喷雾火焰结构”，日本机械工程学会会刊，B卷，70・690。 530 -537 (2004)

S.Tsushima, H.Saitoh, M.Fuchihata, F.Akamatsu, M.Katsuki: "Measurement of Instantaneous 2-D Velocity Field and Local Chemiluminescence in a Premixed-Spray Flame by PIV and MICRO System"Laser Techniques for Fluid Mechanics. Vol.1. 497-509 (2002)

S.Tsushima、H.Saitoh、M.Fuchihata、F.Akamatsu、M.Katsuki：“通过 PIV 和 MICRO 系统测量预混合喷雾火焰中的瞬时二维速度场和局部化学发光”流体力学激光技术。

斉藤寛泰, 赤松史光, 香月正司: "高速度画像撮影および局所火災自発光の同時計測によるよどみ流中予混合噴霧火炎構造の検討"日本機械学会論文集B編. 69・684. 1943-1950 (2003)

齐藤博康、赤松文光、一树正志：“通过高速成像和同时测量局部火焰自发光来研究停滞流中预混喷雾火焰的结构”日本机械工程学会学报，B卷，69・684. 1943-1950 (2003)

F.Akamatsu, M.Nakamura, M.Katsuki: "Combustion Mechanisms of Spray Flat Flames Stabilized in a Laminar Counterflow"Abstracts of Work-In-Progress Posters, the 29th Int.Symp.on Combustion.Combustion Institute. Vol.1. 393 (2002)

F.Akamatsu、M.Nakamura、M.Katsuki：“层流逆流中稳定的喷雾扁平火焰的燃烧机制”正在进行中的海报摘要，第 29 届 Int.Symp.on Combustion.Combustion Institute。