個別の燃焼場特性に基づいたデータベース構築による高精度燃焼流動場予測

根据个体燃烧场特征构建数据库，实现高精度燃烧流场预测

• 批准号: 22K03971
• 负责人: 武藤 昌也
• 金额: $ 2.66万
• 依托单位: Meijo University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• 财政年份: 2022
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2022-04-01 至 2025-03-31
• 项目状态: 未结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-22K03971/
• 关键词: 燃焼流動場; 化学反応のデータベース; 流体の数値シミュレーション; 燃焼反応解析; 数値シミュレーション

令和4年度に得られた成果は以下の通りである。本研究の目的である、燃焼流動場の詳細化学反応解析を行いながら逐次データベースを作成する手法の開発に取り組むため、初年度は噴流火炎を含む燃焼流動場の数値シミュレーションを行い、解析空間の流れ場の流速分布に基づくひずみ率の空間分布解析を実施した。具体的な手法として、流れ場の非定常性を再現するLarge-eddy simulation、メタン/空気の化学反応を表現する二段総括反応を用いて解析を行った。本解析により、噴流火炎を含む燃焼流動場においてひずみ率が取りうる値の範囲が概ね確認された。一方、ガス相の化学反応を低計算負荷で行うためのFlamelet/progress-variable法における従来の化学反応データベースの作成方法において、作成条件として設定するひずみ率の範囲はあらかじめ分かっている。これらを比較することにより、本研究の目的である、燃焼流動場の詳細化学反応解析を行いながら逐次データベースを作成する方法によるデータベースが、従来の手法によるデータベースと比較してデータ容量を抑制できる可能性が示唆された。現在は燃焼流動場の解析プログラムおよびデータベース作成用のプログラムの改修により、燃焼流動場の詳細化学反応解析を行いながら逐次データベースを作成する手法の構築に取り組んでいる。また、並行して、本研究の手法による解析結果を比較すべき詳細化学反応計算を実施すべき既往の実験計測結果の選定、検討を進めている。

In the fourth year, the results were as follows: The purpose of this study is to analyze the detailed chemical reaction of combustion flow field, to develop a method for the formation of successive parameters, to analyze the numerical value of combustion flow field in the initial year, to analyze the velocity distribution of spatial flow field, and to analyze the spatial distribution of basic parameters. Specific methods include Large-eddy simulation, two-stage chemical reaction analysis, and unsteady flow field reproduction. This analysis shows that the combustion flow field is composed of jet fire and combustion flow field. The Flamelet/progress-variable method for the preparation of chemical reactions of a single phase with low computational load, the preparation conditions, and the setting of the range of the reaction rate. The purpose of this study is to demonstrate the feasibility of detailed chemical analysis of combustion flow fields and the methods for their preparation. Now, the analysis and modification of combustion flow field, the detailed chemical reaction analysis of combustion flow field, and the construction of the method for the generation of combustion flow field are discussed. Comparison of analytical results of methods used in this study, implementation of detailed chemical reactions, selection and evaluation of previous measurement results