動力熱工学研究室

エンジンの熱効率を改善し,有害な排気ガスを限りなくゼロにするための燃焼研究をしています.そのため,超高速度カメラによる撮影や分光による化学反応の調査をしたり,レーザにより,ガス流動,噴霧,燃焼の過程を計測します.さらに,コンピュータを用いてモデルを作り,燃焼の3次元数値シミュレーションを行っています.水素やバイオ燃料の利用も考えています.

ホームページhttps://powerlab.mech.okayama-u.ac.jp/

Eiji TOMITA
冨田 栄二教授

専門分野燃焼工学(熱機関,光計測)

E-mailetomita@okayama-u.ac.jp

ガスエンジンの高効率化に関する研究

天然ガス,水素,バイオガスなどを主燃料とする軽油パイロット着火方式ガスエンジンの燃焼と排気特性に関する研究をしています.より,高効率なエンジンにするための燃焼方法を,高速度カメラや分光法など,光計測によって,調査しています.

舶用ディーゼル燃焼に関する研究

エンジンンの燃焼改善を目的として,舶用燃料やバイオディーゼル燃料(BDF)などの燃料の燃焼性を判定することのできる可視化燃焼装置を開発しました.着火性や燃焼性,また,2色法により火炎温度やすす濃度の概略を知ることができます.


図1:軽油パイロット着火バイオガスエンジンの燃焼の高速度撮影


図2:BDFと軽油の燃焼の違い(すす濃度と火炎温度:左は軽油100%,右はBDF100%,中間は50%ずつ)

Nobuyuki Kawahara
河原 伸幸准教授

専門分野熱工学,内燃機関,レーザ計測

E-mailkawahara@okayama-u.ac.jp

高効率ガソリンエンジン開発

CO2/粒子状物質(PM)排出量が非常に少ない高効率なガソリンエンジン開発に関わっています.点火性能向上ならびに噴霧モデル構築を行うことで,エンジン開発に寄与しています.

高効率水素エンジン開発

現在,水素を燃料とする発電装置(ガスタービン,ガスエンジン)が開発されています.水素はCO2を全く排出しないという利点があります.エンジンシリンダ内に直接燃料噴射を行う直噴エンジンにおける点火プラグでの燃料〜空気混合比を計測するシステムを開発し,より高効率な水素エンジンの開発に貢献しています.


図1:燃料噴霧ならびに燃焼状態の可視化


図2:水素エンジンにおける燃焼過程

Kazuya Tsuboi
坪井 和也助教

専門分野数値燃焼工学(乱流燃焼,火炎固有不安定,数値計算)

E-mailtsuboi@okayama-u.ac.jp

DNSを用いた乱流予混合火炎の数値計測

DNS (Direct numerical simulation: 直接数値シミュレーション)と呼ばれる、モデルを一切用いることなく厳密な計算が可能な手法を用いて、乱流予混合火炎のレーザ計測をコンピュータ上で行い、計測精度の飛躍的な向上を目指します。

DNSを用いた予混合火炎の固有不安定性に関する研究

燃料と空気を予め混合してから燃焼させて発生する予混合火炎は、条件によって不安定になる性質(固有不安定性)を持っています。モデル化を一切行わないDNSを用いた厳密な計算により、不安定化した火炎が乱流火炎へと発達するメカニズムの解明を目指します。


図1: 数値レーザ計測のイメージ


図2: 固有不安定性による火炎の不安定化