多重噴流衝突圧縮を利用した燃焼・凝縮系核反応両用型高効率エンジンの研究

利用多次射流冲击压缩实现燃烧和凝结核反应的高效发动机研究

• 批准号: 22KJ2887
• 负责人: 小林 知嵩
• 金额: $ 1.41万
• 依托单位: Waseda University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2023
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2023-03-08 至 2024-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-22KJ2887/
• 关键词: 多重衝突噴流; エンジン; 高圧縮; 数値計算; 自己着火; 凝縮系核反応; 理論解析; 反応モデル

今年度は，新型試作エンジンの複数サイクル燃焼実験および燃焼シミュレーションを実施した．また，定容器型の実験装置を用いて，昨年度より水素圧力を高めた条件下で凝縮系核反応の基礎実験を実施し，実験中の温度変化を測定した．新型試作エンジンを用いた燃焼実験では，昨年度よりも燃料噴射回数（燃焼持続可能時間）を増加させ，複数サイクル燃焼実験を実施した．この実験では，各燃料噴射の直後に圧力上昇と温度上昇を安定して確認できており，旧型では達成できなかった，安定した複数サイクル燃焼を達成した．加えて，燃焼シミュレーションを行い，得られた結果を燃焼実験の圧力履歴等と比較することで，新型試作エンジン内の燃焼形態を評価した．その結果，噴流群の衝突による圧縮で燃料が自己着火する機構を定性的に確認した．加えて，噴流群が燃焼ガスを包み込むことで気体断熱効果が生じ，燃焼室壁面温度の上昇が抑えられることを燃焼実験・シミュレーション双方から確認した．凝縮系核反応の基礎実験では，定容器型の反応装置を用いて，Pd-Ni-Zr系合金粉末に水素噴流を吸収させる実験を，室蘭工業大学の協力を得て、昨年度より水素圧力を高めた条件下で実施した．この実験では，昨年度までに行った凝縮系核反応の基礎実験と比べて発熱量の増大が見られ，高圧水素によって発熱反応が促進される可能性を確認した．以上の研究成果について，国内学会・国際会議で計3件の発表を行い，主著者として査読付きの学術論文3件等を公表した．

This year, a new type of test equipment is being implemented. In addition, the basic operation of the condensation system under high water pressure conditions and the measurement of temperature changes in the process are carried out in the application of the equipment for the fixed container type. The number of fuel injection cycles (possible combustion duration) increased in the past year, and the number of fuel injection cycles increased in the past year. The pressure rise and temperature rise after each fuel injection are confirmed to be stable, and the old type is achieved. In addition, the combustion process is carried out, and the results of the combustion process are compared with those of the combustion process. As a result, the collision of the jet group and the compression of the fuel itself are qualitatively confirmed. In addition, the jet group combustion process includes the combustion process, the combustion process and the combustion process. The basic practice of condensation-system nuclear reactor is to use a constant container-type reactor. Pd-Ni-Zr alloy powder is used to absorb water jet. The cooperation of Murakami University of Technology has been achieved. The reactor is operated under high water pressure conditions. The increase in heat emission due to condensation was observed last year, and the possibility of heat emission due to high pressure water was confirmed. The above research achievements are included in the list of 3 papers submitted by domestic societies and international conferences, and 3 academic papers submitted by the main author.

项目成果

Experimental and Computational Study of Auto-ignition in the New Prototype Engine with Focusing Compression due to Supermulti-Jets Colliding

新型原型发动机超级多喷流碰撞聚焦压缩自燃的实验与计算研究

• DOI: 10.4271/2023-01-0984
• 发表时间: 2023
• 期刊: SAE Technical Paper
• 作者: Kobayashi Tomotaka;Naitoh Ken;Migita Aro;Murata Kohei;Nakagawa Ryuki;Matsumura Sato;Ito Daiki;Sato Riku;Toba Yuta;Okada Daiki
• 通讯作者: Okada Daiki

多様な粒子の必然性解明研究

研究阐明各种粒子的必要性

• 发表时间: 2022
• 期刊: シミュレーション
• 作者: Kobayashi Tomotaka;Naitoh Ken;小林知嵩，内藤健
• 通讯作者: 小林知嵩，内藤健

確率論的運動量保存則を用いた微小粒子の分裂解析について

利用随机动量守恒定律进行微粒破碎分析

• 发表时间: 2021
• 作者: Tomotaka Kobayashi;Hayato Suzuki;Hiroki Kijima;Ken Naitoh;小林知嵩
• 通讯作者: 小林知嵩

Fundamental experiments of anomalous heat effect in metal composite powder exposed to pulsed high-pressure hydrogen gas

脉冲高压氢气作用下金属复合粉末反常热效应的基础实验

• 发表时间: 2023
• 作者: Migita Aro;Kobayashi Tomotaka;Sogabe Yasuhiro;Naitoh Ken;Kawasaki Takashi;Wang Cheng Hui;Murata Kohei;Sato Shigeru;Tomotaka Kobayashi;Tomotaka Kobayashi
• 通讯作者: Tomotaka Kobayashi

Estimation of the heat generation of the metal composite powder absorbing the pulsed flow of hydrogen gas

吸收脉冲氢气流的金属复合粉末的发热估算

• 发表时间: 2022
• 作者: Migita Aro;Kobayashi Tomotaka;Sogabe Yasuhiro;Naitoh Ken;Kawasaki Takashi;Wang Cheng Hui;Murata Kohei;Sato Shigeru;Tomotaka Kobayashi;Tomotaka Kobayashi;Tomotaka Kobayashi
• 通讯作者: Tomotaka Kobayashi