数値流体力学と離散要素法の組み合わせによる反応性粒子による圧縮性粒子流れに対する解析手法を新たに構築し，衝撃波による堆積粒子分散現象の関わる問題に対する粒子挙動を調べた．対象とする問題に対して従来用いられていた二流体モデルに基づく解析手法では捉えることの出来ない，粒子希薄領域での粒子挙動追跡を目的として新規解析モデルを構築した．また、衝撃波によって誘起される堆積炭塵燃焼に対する数値解析を行い，実験値との比較により本手法の多分散系燃焼問題に対する妥当性を示した．また，定常伝播時の燃焼波構造について解析結果から明らかにした。
A new analytical method for compressible particle flow with reactive particles was developed by combining numerical fluid dynamics and the discrete element method, and particle behavior was investigated for a problem involving the dispersion of deposited particles due to shock waves. A new analytical model was developed to track the particle behavior in the particle-thin region, which cannot be captured by the conventional two-fluid model based analytical method for the target problem. Numerical analysis of shock wave-induced combustion of sedimentary coal dust was also performed, and the validity of this method for polydisperse combustion problems was demonstrated through comparison with experimental data. The structure of the combustion wave during steady-state propagation was also clarified from the analytical results.

研究種目 : 基盤研究 (B) (一般)
研究期間 : 2018～2020
課題番号 : 18H01387
研究分野 : 圧縮性流体力学, 燃焼工学, 航空宇宙工学