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。

2020财年获得的结果如下。本研究的目的是为了开发一种在对燃烧流场进行详细的化学反应分析的同时依次创建数据库的方法，在第一年我们对包括喷射火焰在内的燃烧流场进行了数值模拟，并进行了空间分布根据现场流速分布进行应变率分析。具体来说，我们使用了大涡模拟来再现流场的不稳定性，并使用两阶段综合反应来表达甲烷/空气的化学反应。该分析大致确认了包括喷射火焰的燃烧流场中应变率的可能值范围。另一方面，在使用用于以低计算负荷在气相中进行化学反应的Flamelet/进度变量方法创建化学反应数据库的传统方法中，要设置为创建条件的应变速率范围是已知的提前。通过比较这些，可以看出，本研究的目的是，在对燃烧流场进行详细的化学反应分析的同时依次创建数据库的方法的数据库与基于建议采用常规方法。目前，我们正在通过修改燃烧流场分析程序和数据库创建程序，构建一种在对燃烧流场进行详细化学反应分析的同时依次创建数据库的方法。与此同时，我们还在选择和检查过去的实验测量结果，将详细的化学反应计算与使用本研究方法的分析结果进行比较。