非定常火炎の周波数応答性に関する数値解析

非定常火焰频率响应的数值分析

• 批准号: 11750148
• 负责人: 柳岡 英樹
• 金额: $ 0.9万
• 依托单位: Hirosaki University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Encouragement of Young Scientists (A)
• 财政年份: 1999
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 1999 至 2000
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-11750148/
• 关键词: 非定常火炎; 周波数応答性; 対向流拡散火炎; 数値解析; 差分法

燃焼器内で見られる乱流火炎は伸長する流れ場に形成されるため,乱流燃焼を解明する上で伸長火炎の研究は重要な課題である.実際の乱流場においては広範囲の周波数成分を持つ渦が存在し,火炎はこの渦構造により非定常的な伸長を受けるものと考えられる.このような観点から,本研究では非定常火炎として周期的な伸長を受ける火炎を考え,その瞬時の火炎構造と挙動を数値解析により明らかにすることが目的である.本研究では,既に開発している火炎を鋭く捕捉するための高解像度スキームと解適合格子を組み合わせた高精度計算手法を用い,実際の乱流火炎に近い状況として,種々の周波数成分を重ね合わせた周期的伸長を受ける対向流拡散火炎の解析を行い,火炎に及ぼす非定常性の影響を調べ,燃焼と消炎に対する火炎の周波数応答性に関し以下の知見を得た.1.単一周波数成分では消炎する火炎に高周波数成分を重ね合わせた伸長率を与えることにより消炎を抑制することができる.2.基本周波数より高い周波数成分を重ね合わせると,特定の周波数では部分的な消炎が生じるが,再着火が起こり消炎が遅れる.さらに基本周波数を高くすると完全に消炎が抑制される.3.基本周波数より低い周波数成分を重ね合わせると,火炎が消炎に至るような伸長率を受けている時間が長くなるために消炎しやすくなる.4.低周波成分を加えた場合,特定の周波数では高周波成分を加えた場合と同様に再着火が起こり消炎が遅れる.また,基本周波数よりも十分に低い周波数成分を重ね合わせることにより,最大伸長率を受ける時期が遅くなるが,その前の比較的大きい伸長率を長時間受けることにより最大伸長率を受ける以前に消炎に至る.

由于在燃烧器中看到的湍流是在拉伸流场中形成的，因此对延长火焰的研究是阐明湍流燃烧的重要问题。在实际的湍流场中，存在具有广泛频率成分的涡流，由于这种涡旋结构，火焰被认为会经历非平稳延伸。从这种角度来看，这项研究的目的是考虑一种将周期性扩展作为不稳定的火焰的火焰，并通过数值分析阐明其瞬时的火焰结构和行为分析。在这项研究中，我们使用了一种高精度计算方法，该方法结合了高分辨率方案，用于捕捉火焰和溶液拟合的晶格，并分析了在类似于实际湍流火焰的情况下，在各种频率分量的情况下周期性扩展的反流扩散火焰，并研究了对火焰的响应，并响应了频率，并响应了频率，并响应了频率，并响应了这些频率，并响应了频率的频率，并响应了频率的范围。 1。单个频率组件可以通过在灭绝火焰的火焰上叠加高频组件来抑制灭绝率。2。单个频率分量在某些频率下部分灭绝，但是重新点燃并延迟了灭绝。此外，较高的基本频率完全抑制了灭绝3。低于基本频率的频率成分的叠加可以提高灭绝率，从而更容易灭绝4。当添加低频组件时，会发生重新点击并在某些频率下延迟灭绝率，就像添加高频组件时一样，发生重新点击并延迟灭绝。此外，通过超过基本频率的叠加频率成分，灭绝率较慢，但是长时间灭绝之前，在执行灭绝率之前。