地上場での球状火炎の模擬

模拟地面上的球形火焰

基本信息

批准号：
11750162
负责人：
中村祐二
金额：
$ 1.22万
依托单位：
Nagoya 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-11750162/
关键词：
マイクロフレーム拡散火炎重力数値計算噴流

项目摘要

最近実験的に検討され始めたマイクロフレームとは,重力場でもその形状は球状を保つという特異な性質を有する拡散火炎である.一般に拡散火炎の輸送過程には,乱れなどの不安定性を引き起こす要因となる自然対流と物質拡散とが共存する.ところが,サイズに依存するのは前者のみであるので,ある限界サイズまで火炎が小さくなれば,いつか後者の大きさが前者のそれを超える条件が現れる.拡散現象が支配するマイクロフレームは,外部からの流れなどの外乱に強く,非常に安定した拡散火炎となるはずである.このような安定な拡散火炎は工業的にも利用価値は高く,その火炎構造,安定存在限界などを調べることは工学的見地から有用となる.また,科学的見地から言えば,無重力火炎との違い等,知られざるマイクロフレームに対する興味は尽きない.初年度にあたる平成11年度では,まずは微量な流量を制御できる流量計を組み込んだマイクロバーナを作成し,マイクロフレームの形成される条件を求めた.次に,独自に計算コードを開発し,数値解析によりマイクロフレームの無重力火炎との違いについて詳細な検討を行った.その結果,重力の有無に関わらず火炎形状は似ているが,自然対流による火炎基部への酸素流入が顕著に認められ,両者の安定限界は異なることが推測された.この結果の一部は,第37回燃焼シンポジウム(千葉,1999年12月)にて発表され,この成果をもとに他の研究者達との意見交換が行われた.今回使用した反応モデルは単純な総括一段反応であるため,様々な反応物に依存する火炎基部構造を正確に表してはいない.今後は多段の化学反応機構を用いて検討することを考えている.

最近开始进行实验研究的微火焰是一种扩散火焰，具有即使在重力场中也能保持球形形状的独特性质。一般来说，在物质的传输过程中存在湍流等导致不稳定的因素。扩散火焰。自然对流和质量扩散并存。但是，由于只有前者取决于尺寸，因此如果火焰变小到某个临界尺寸，就会出现后者尺寸超过前者的情况。以扩散现象为主的微框架能够抵抗外部流动等干扰，并且应该产生非常稳定的扩散火焰。这种稳定的扩散火焰从工程角度来看没有工业价值，有利于研究火焰结构、稳定存在。此外，从科学的角度来看，人们对未知的微框架有着无尽的兴趣，例如它们与零重力火焰年的差异。 1999财年，也就是1999财年，我们首次制作了配备可以控制微小流量的流量计的微型燃烧器，并确定了微火焰形成的条件。接下来，我们开发了自己的计算我们对微火焰和零重力火焰之间的差异进行了详细的研究。结果表明，尽管无论有无重力，火焰形状都相似，但由于自然原因，氧气流入火焰底部。对流很明显。推测两者的稳定性极限不同，该结果的一部分在第37届燃烧研讨会（千叶，1999年12月）上提出，并根据该结果与其他研究人员进行了意见交换。由于这次使用的反应模型是一个简单的综合单阶段反应，它不能准确地表示依赖于各种反应物的火焰基础结构。未来，我们计划使用多阶段化学反应机理进行研究。我在想。