圧力が予混合乱流火炎伝播特性に及ぼす影響

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本年度は,主に以下の二点について検討を行った,一点目として,乱流火炎形状に及ぼす乱流Karlovitz数乱流Reynolds数および乱れ強さの影響について詳細に検討を行った.昨年度までの研究において,混合気初期圧力を変化させた場合,乱流Reynolds数や乱れ強さと層流燃焼速度の比なども同時に変化していた.そこで本年度は,乱流Reynolds数,乱流Karlovitz数および乱れ強さと層流燃焼速度の比を一定としたまま混合気初期圧力を変化させ,その際の乱流燃焼速度や火炎面形状について検討を行った.その結果,乱流Reynolds数を一定としたまま混合気初期圧力を高くした場合,混合気初期圧力が高くなるにつれて火炎面の大きな変形が小さくなるため,乱流火炎断面周長が短くなることが明らかとなった,また,乱れ強さと層流燃焼速度との比を一定としたまま混合気初期圧力を変化させた場合,混合気初期圧力が高くなるにつれて,火炎面に細かい凹凸が生じ,これにより乱流火炎断面周長が長くなることが明らかとなった.二点目として,乱流燃焼モデル構築の際に重要となる,火炎面密度を実験的に求め,これらが火炎伝播や圧力によってどのように変化するかについて検討を行った,その結果,火炎面密度は火炎の半径方向に分布しており,その最大値は火炎が伝播するにつれて小さくなることを明らかとした,これは,火炎が伝播するにつれて,ブラシ厚さが増大するためであると考えられる.また,同一の火炎半径において,火炎面密度の最大値は混合気初期圧力によってあまり変化しなかった,これは,混合気初期圧力が高くなるにつれて火炎面には細かい凹凸が形成され火炎面積が増大するものの,ブラシ厚さがわずかに増大するため,火炎面密度としてはあまり変化しなかったものと考えられる.