RDE可視化実験モデルにおける爆轟波伝播挙動

円盤型燃焼器におけるデトネーション伝播挙動

デトネーション(爆轟)とは、1秒間に2-3 kmも伝播する燃焼波であり、超音速現象のうちの1つです。近年デトネーション用いた燃焼器の研究が世界中で注目されており、以下の理由が挙げられます。

 ・デトネーションは衝撃波が先行しているため、反応物を断熱圧縮し熱効率が上昇する。

 ・圧縮機を不要とするため、構造が単純化される。

デトネーションエンジンの1つに、回転デトネーションエンジン(Rotating Detonation Engine, RDE)があり、実用化に向けた内部現象の解明が求められていましたが、従来の形状での可視化は困難でした。

 

我々は、円盤型燃焼器(可視化用RDE)を用いて、燃焼室内における物理現象の解明及び推進器としての性能向上を目的として詳細化学反応を反応モデルとして用いた数値解析を、実験は名古屋大学が行い、共同で研究しています(1-2)。

円盤型燃焼器の模式図


円盤型燃焼器の数値解析




燃焼器の曲率に依存する伝播メカニズム

燃焼器には様々なパラメータがありますが、本研究では燃焼室の曲率、すなわち燃焼器の大きさに注目し、デトネーション伝播挙動と圧力推力との関係ついて調査しております。

 

参考文献

(1) Soma Nakagami et al., “Schlieren-System-Visualization of Combustion Phenomena in a Two-Parallel-Plane Rotating Detonation Combustor”, 51st AIAA/SAE/ASEE Joint Propulsion Conference, (2015).

 

(2) Yoshiki Kumazawa et al., “Numerical Study for Rotating Detonation Propagation in a Two-Parallel-Plane Combustor”, 52nd AIAA/SAE/ASEE Joint Propulsion Conference, (2016).