局所火炎構造に基づく希薄乱流予混合燃焼の非線形制御

基于局部火焰结构的稀薄湍流预混燃烧非线性控制

• 批准号: 19360097
• 负责人: 店橋 護
• 金额: $ 8.82万
• 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 (B)
• 财政年份: 2007
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2007 至 2009
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-19360097/
• 关键词: 乱流燃焼; 希薄燃焼; レーザ計測; 直接数値計算; 燃焼制御; 能動制御; 複合計測; 超並列計算

本研究では,乱流火炎構造と燃焼器内圧力変動の非線形な関係を利用した非線形能動制御を用いた高効率・低環境負荷燃焼器を実現するために,燃焼モニタリングセンサー,制御デバイス及び燃焼制御アルゴリズムを総合的に開発することを目的としている.この目的を達成するために,世界最先端の複合レーザ計測法を用いて受動的に制御された乱流予混合火炎の火炎構造や乱流構造,それらと燃焼器内圧力変動及び燃焼騒音との関係を明らかにするとともに,すでに開発した半導体レーザ吸収分光センサーの情報と火炎構造等の関係を明らかにし,能動制御アルゴリズムの構築を行う.構築した制御アルゴリズムと半導体レーザ吸収分光センサー及び制御デバイスとして二次燃料噴射を用いて,乱流燃焼場の能動制御技術を確立する.平成19年度は,実験的研究では,研究代表者らのこれまでの研究で燃焼騒音とNOx排出量の低減が実現されている受動制御を受けたモデル燃焼器の乱流予混合火炎の構造解明に重点をおいて,数値的研究では,これまでに構築した乱流予混合火炎のLESのためのSGS乱流燃焼モデルを希薄予混合火炎に拡張することに重点をおいて研究を行った.実験的研究では,燃焼器内圧力変動とステレオ投影粒子画像流速計の同時計測を行い,それらの結果から,圧力変動と大域的な乱流変動との関係を検討し,火炎近傍に形成される再循環領域の変動と圧力変動のパターンに関連があることを明らかにした.数値的研究では,従来よりも高レイノルズ数の希薄乱流予混合火炎の直接数値計算を行い,それらの結果を用いて希薄条件でのSGS燃焼特性と火炎面のフラクタル特性を明らかにするとともに,これまでに開発したSGS乱流燃焼モデルの希薄条件への適合性を検証した.

This study aims to utilize the nonlinear relationship between turbulent combustion structure and pressure variation in combustor, and to realize the high efficiency and low environmental load combustor by nonlinear dynamic control. This goal is achieved by using the world's leading composite combustion measurement method to control the turbulent flow of mixed flame structure and turbulent flow structure, such as the relationship between the pressure change in the burner and the combustion noise, and the relationship between the semiconductor absorption spectrum and the flame structure. To establish the active control technology of turbulent combustion field by constructing the secondary fuel injection system and controlling the secondary fuel injection system. In 2019, the research team conducted research on the reduction of combustion noise and NOx emission, the control of combustion noise and NOx emission, and the structural analysis of turbulent flow in a combustor for mixed combustion. In this paper, the pressure variation in combustor is studied, and the relationship between pressure variation and turbulence variation in large area is discussed. A numerical study was carried out to investigate the suitability of SGS combustion characteristics and flame surface characteristics for mixed flame combustion under different conditions.

项目成果

時系列ステレオPIVによる音源の実験的同定

使用时间序列立体声 PIV 进行声源的实验识别

• 发表时间: 2007
• 作者: 尾花功一;店橋護;宮内敏雄
• 通讯作者: 宮内敏雄

乱流燃焼のDNSと複合レーザ計測

湍流燃烧的 DNS 和组合激光测量

• 发表时间: 2007
• 作者: 貝沼亮介;ら;店橋護
• 通讯作者: 店橋護

Fractal Geometry and Mixing Transition in Turbulent Mixing Layer

分形几何与湍流混合层中的混合转变

• 发表时间: 2007
• 期刊: Proceedings of 5th International. Symposium on Turbulence and Shear Flow Phenomena 3
• 作者: M. Tanahashi;Y. Wang;T. Fujisawa;K. Chinda;M. Sato and T. Miyauchi
• 通讯作者: M. Sato and T. Miyauchi

CH DPPLIF/OH PLIF/Stereoscopic PIV同時計測による乱流予混合火炎の非定常特性の解明

通过同时测量 CH DPPLIF/OH PLIF/立体 PIV 阐明湍流预混火焰的非定常特性

• 发表时间: 2007
• 期刊: 第45回燃焼シンポジウム講演論文集
• 作者: 平山哲;店橋護;宮内敏雄
• 通讯作者: 宮内敏雄

Current State and Perspective of Turbulent Combustion Research

• DOI: 10.1299/jfst.2.514
• 发表时间: 2007
• 期刊: Journal of Fluid Science and Technology
• 影响因子: 0.8
• 作者: T. Miyauchi;M. Tanahashi