噴霧・燃焼工学研究室

教員

千田　二郎（教授）Jiro SENDA

DB

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研究内容

当研究室は、非定常の反応性流体を含む熱流体現象を研究対象としている。具体的には噴霧の微粒化や蒸発（相変化）、拡散・混合、燃焼および化学反応、流体中の乱れ、渦形成による混合過程、非定常液体圧力変動場で生じるキャビテーション現象とその発生を支配する核生成などである。これらの非定常現象を光学的に in-Situ & Real time 計測し、それらをベースに物理過程に重点を置いたモデリング研究を行っている。また、今後非定常工学計測とキャビテーション流動を基礎とした血流解析等の生体医療工学や宇宙関連研究としての微小重力場での非ガソリン機関の燃焼過程の基礎的な解析を行っている。この過程は千分の十数秒の間に起こる非定常現象であり、しかもピストンの動きにより燃焼室内の圧力・温度、容積が時々刻々変化し、かつ流動を伴う不均一場で行われ、物理的化学的過程が同時に進行する。この状況を模式化すると図1のようになる。さらにこの現象の数値シミュレーションを行うには図2のような方法がある。

可視化の手法としては、Nd-YAG レーザ、アルゴンイオンレーザ、ヘリウム-ネオンレーザ、ルビーレーザ等を光源とし、高速度直接およびシュリーレン撮影、高速度ビデオ撮影、瞬間撮影さらに発光やLIF撮影を用いる。

工学計測の手法としては、次のようなものがある。


これらの手法から得られた結果を用いて現象を記述するモデルの作成すなわちモデリングを行い、既存の米国 Los Alamos 研究所で開発されたKIVAコードを行い、現象の数値シミュレーションを行う。具体的な実験の場、実験方法、計測法および得られる結果は 図3 、 図4 の通りである。

Ⅳ．燃焼研究