アジアにおけるさらなる技術交流を目指して
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- しまな うづき
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1 クレムソン大学 CU-ICAR ( アメリカ ) 研修報告書次世代ディーゼルエンジンの噴霧先端到達距離予測モデルの改善 工学研究科機械システム工学専攻山川裕貴 1. はじめに 2015 年 8 月 31 日から同年 9 月 28 日の間, アメリカのクレムソン大学 CU-ICAR において研究を行った. 以下にその報告内容を示す. 2. 共同研究テーマクレムソン大学 CU-ICAR( 国際自動車研究所 ) では天然ガスエンジンの研究に取り組んでおり, そこでは実機を用いた実験や数値シミュレーションを用いている. また広島大学は昨年度から廣安名誉教授が開発したディーゼルエンジン燃焼の数値シミュレーションプログラム HIDECS (Hiroshima University Diesel Engine Combustion Simulation) の技術を新たに導入した. しかし, 近年ディーゼル技術の進歩と共に HIDECS の予測結果と実機結果に違いが生じてきている. そこで, 今年度は HIDECS の予測精度向上のために, エンジン性能予測結果に影響を与える噴霧先端到達距離式の予測精度向上を共同研究として行う. 3. 共同研究スケジュール 8 月 30 日出国 9 月 1 日 9 月 26 日研究, プレゼンテーション 10 月 29 日帰国 4. 共同研究派遣先の概要大学名 : Clemson University Design Department of Automotive Engineering 所在地 : アメリカサウスカロライナ州クレムソン指導教員 : Dr. Zoran FILIPI 5. 共同研究内容 5.1 背景 目的アメリカでは採掘技術の発展によりシェールガスの採掘技術が確立し, 天然ガス産出が急激に増加し, 豊富な天然ガスの供給量が予想される ( シェール革命 ). その一方で, アメリカでは新たな排気ガス規制案を発表された. これは従来よりもすす,NOx などの有害物質の排出を 40~80% 削減することも義務付けるものであり, 排気ガスのクリーン化が必要である. そのためには,DPF (Diesel Particulate Filter) や尿素 SCR(Selective Catalytic Reduction) システムなどの後処理が一般的だが, これらの装置は高コストであるため, エンジン本体の噴射, 燃焼技術によって更なる排気ガス低減が必要である. そのため, アメリカではシェール革命による天然ガスの豊富な供給量, クリーンな特徴を持った天然ガスを主な燃料とした天然ガスエンジンの研究が急激に進んでいる. クレムソン大学 CU-ICAR ではこの天然ガスエンジンの研究が行われている. 天然ガスエンジンは軽油を着火源として微小量噴射し, 主燃料として天然ガスを使用する. そこでは実機エンジンを用いた実験や数値シミュレーションを用いて研究が行われている. また広島大学は今年度から廣安名誉教授が開発したディーゼルエンジン燃焼の数値シミュレーションプログラム HIDECS(Hiroshima University Diesel Engine Combustion Simulation) の技術を新たに導入した. そこで HIDECS で天然ガスエンジン用の性能を予測計算できること最終目標にし, 今年度は HIDECS の予測精度を向上させる事を目標とした.
2 5.2 エンジン性能予測計算 ( エンジン性能シミュレーション ) 広島大学では上述のとおりディーゼル燃焼シミュレーションの HIDECS をあらたに導入した. HIDECS は広島大学の廣安名誉教授らによって開発されたディーゼルエンジン燃焼室の噴霧 燃焼を計算するシミュレーションコードであり, 現象論モデルに基づいて計算される.HIDECS は空間的概念を持たない 0 次元燃焼シミュレーションであり, 擬似的に 3 次元として計算できる. 噴霧 ( インジェクタから噴射された燃料は霧状になることから噴霧と呼ぶ ) を Fig 図 1 に示すように時間的, 空間的にセルと呼ばれる要素に分割することで, 疑似的に 3 次元的な不均質性を考慮することが可能である. また HIDECS での計算は全て実験式でモデル化されており, そのため 1 サイクルおよそ数秒で計算が行われるので, 非常に計算時間が早いことが大きな利点である. Fig 1 HIDECS の噴霧モデル 本研究では HIDECS を軽油着火型天然ガスエンジンに適用することが最終目標であるが, 本年度は HIDECS の噴霧先端到達距離の予測精度を確保することを目的とする. 5.3 HIDECS による噴霧先端到達距離の予測精度の検証 HIDECS の噴霧先端到達距離の予測精度を検証するために定容器での噴霧計測結果と HIDECS に用いられている噴霧先端到達距離予測式での予測結果との比較を行った.HIDECS には噴霧先端到達距離の予測には廣安 新井の式が用いられている. 廣安 新井の式を以下に示す. 噴霧の到達距離は, 噴霧が微粒化されるまでは等速で発達し, それ以降は時間の 1/2 乗に比例して発達する事を表している. 実験条件を表 11, 噴霧先端到達距離の計測結果と計算結果との比較を図 22 に示す. 図 22 より, 噴霧先端到達距離の計算結果は計測結果に比べ小さい値であることが分かる. また, 噴射開始直後の噴霧先端到達距離を図 33 に示す. 図 3 より, 計算結果では分裂時間が短くなっている. よって分裂時間の違いから噴霧先端到達距離に違いが生じているのではないかと考えられる. 書式変更...
3 Table1 噴霧計測条件 Fuel JIS#2 Diesel Fuel Nozzle hole diameter : do φ0.111mm Nozzle hole number 1 Injection quantity : Qinj [mm3] 5 Injection duration [ms] 1.6 Injection pressure : Pinj [MPa] Ambient temperature [K] 300 Ambient pressure [MPa] 1.5 Ambient gas component N2 Ambient density [kg/m3] 18 Fig 2 噴霧計測結果 vs. 計算結果 Break-up (Exp) Break-up (Model) Fig 3 分裂時間噴霧計測結果 vs. 計算結果
4 5.4 分裂時間および噴霧先端到達距離予測モデルの精度向上従来の分裂時間を求める式を以下に示す. t B d v 0 0 l a 廣安 新井の式では, 実験係数および速度計数はそれぞれ 15.8,0.39 と一定として計算を行っている. しかし, これらの係数は雰囲気密度によって変化する事が近年の研究により明らかになっている. よってこれらの係数に無次元化した雰囲気密度をかける事で係数が雰囲気密度によって変化する事を表している.(Cv=αv) これらの係数を用いた新たな式 (Clemson-Hiroshima Model) を以下に示す. 次に上記の式を用いた計算結果と廣安 新井の式の計算結果, 噴霧計測結果の比較を図 44, 分裂時間の比較を図 55 に示す. 図 44 より, 新たに用いた式から算出された結果は, 噴射開始初期では計測結果より小さな値を取っているが, 計測結果と非常に近い値を得ることが出来た. また図 54 からも分かるように, 分裂時間も廣安 新井の式と比較すると計測結果に近い値を得ることが出来た. 今回はノズル条件 雰囲気条件などを変化させていないため今後は違うノズル諸元での検証や蒸発条件などの様々な雰囲気条件での検証が必要である.
5 Fig 4 噴霧計測結果 vs. 計算結果 (Clemson-Hiroshima モデル, 廣安 新井の式 ) Fig 5 分裂時間噴霧計測結果 vs. 計算結果 (Clemson-Hiroshima モデル, 廣安 新井の式 ) 6. まとめ HIDECS で用いられている噴霧先端到達距離の精度検証および精度向上を行った. 噴霧先端到達距離の予測には廣安 新井の式が用いられている. 廣安 新井の式で用いられている実験係数および速度計数は雰囲気密度によって変化する事が近年の研究により明らかになっている. よってこれらの係数に無次元化した雰囲気密度をかけ実験式の修正を行った. その結果従来の式に比べ計測結果に近い値を得ることが出来た. 今回は非蒸発条件での比較であるため, 今後は蒸発条件などの様々な条件から検証する必要がある. 7. 謝辞本派遣において非常に多くの方々にご支援をして頂きました.. このような機会を与えてくださった先生方, 並びにサポートしてくださった皆様に感謝の意を表します. 特に研究を行うにあたり, 様々な指導, ご鞭撻を頂いた西田先生, 尾形先生並びに現地で指導および世話してくださった Zoran FILIPI 先生, また週末の観光や食事など研究のみならず日常生活で様々なサポートをして下さった博士研究員の Shuonan XU に深く感謝します. 皆様のおかげで 1 ヶ月充実した日々を過ごすことができました. 本当にありがとうございました. 最後に海外共同研究という素晴らしい場を提供して下さった山本元道准教授をはじめとする実行委員会の諸先生方, 学生支援国際事業担当の皆様に深く御礼申し上げます.
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○広島大学船員就業規則
1 (14 2 1 (58 2 (9 3 (10 4 (1112 5 (1316 6 (1720 7 (2123 8 (2425 3 (26 4 (27 37 5 (38 6 (3959 7 (60 8 (6166 9 (67 78 10 (79 11 (80 12(81 13 (82 14 (83 15 (84 1641 79 1 ( 1 ( 1641 121 2 ( ( ( 2 ( 22 100
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競争優位の獲得
.... 1 (1) seeds seeds product product... 2 (2) product product... 2 (3) wants... 2 (4) (5) (innovator) (early adopter)... 3... 4. (dominant)... 5 (1) ( )... 5 (2) S... 5 (3) ( 2)... 5. dominant Process
: u i = (2) x i Smagorinsky τ ij τ [3] ij u i u j u i u j = 2ν SGS S ij, (3) ν SGS = (C s ) 2 S (4) x i a u i ρ p P T u ν τ ij S c ν SGS S csgs
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15 C11-4 Numerical analysis of flame propagation in a combustor of an aircraft gas turbine, 4-6-1 E-mail: [email protected], 2-11-16 E-mail: [email protected], 4-6-1 E-mail: [email protected],
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20 def 気体中の液体噴射初期過程の解析 Analysis of the Initial Process of Liquid Injection into Gas 高城敏美, 成宮喜久男, 服部廣司, 坂東幸輔 (Toshimi TAKAGI) (Kikuo NARUMIYA) (Hiroshi HATTORI) (Kosuke BANDO) 大阪大学 ( 名誉教授 ) 大阪産業大学 大阪産業大学
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物体の自由落下の跳ね返りの高さ 要約 物体の自由落下に対する物体の跳ね返りの高さを測定した 自由落下させる始点を高くするにつれ 跳ね返りの高さはただ単に始点の高さに比例するわけではなく 跳ね返る直前の速度に比例することがわかった (1) 目的球技において必ず発生する球の跳ね返りとはどのような規則性に基づいて発生しているのかを調べるために 4 種類の物体を用い様々な床の上で実験をして跳ね返りの規則性を測定した
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ホロコーンパターンノズルC ホロコーンパターンノズル C 品 名 ホロコーンパターンノズル ホロコーンノズル 単孔式 KSC 多孔式 KSC ー, ホロコーンアトマイジングノズル QC ノズル 単孔式 多孔式 型 KSN 式 KSWC ー QC ー T, KSWC ー QC KSFC ー, KSWC ー QC ー EE C. C.5 C.7 ホロコーンパターンノズルC バーナーノズル C.0 BN
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JA2008
A1 1 10 vs 3 2 1 3 2 0 3 2 10 2 0 0 2 1 0 3 A2 3 11 vs 0 4 4 0 0 0 0 0 3 6 0 1 4 x 11 A3 5 4 vs 5 6 5 1 0 0 3 0 4 6 0 0 1 0 4 5 A4 7 11 vs 2 8 8 2 0 0 0 0 2 7 2 7 0 2 x 11 A5 9 5 vs 3 10 9 4 0 1 0 0 5
320DRR…J…^_0728
2 3 103kW (140PS) / 1,800min -1 (1,800rpm) Advanced Combustion Emission Reduction Technology 7%UP 6%UP 2%UP 4 5 600mm 312C 320D 885mm 1,350mm R=2,000mm 320D 320D RR RR 320D RR 6 7 500mm 120kg 1,430kg 2,150kg
- 1 - 2 ç 21,464 5.1% 7,743 112 11,260 2,349 36.1% 0.5% 52.5% 10.9% 1,039 0.2% 0 1 84 954 0.0% 0.1% 8.1% 91.8% 2,829 0.7% 1,274 1,035 496 24 45.0% 36.6% 17.5% 0.8% 24,886 5.9% 9,661 717 6,350 8,203 38.8%
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平成23年度教員研究業績一覧
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AMOLEA yd
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研究論文 2134187 鉄および銅ゼオライト系 SCR 触媒の比較と N 2 O 排出要因の解明 * 1) 伊藤聡一郎 2) 菊池裕 5) 鈴木央一 3) 田中陽 6) 石井素 4) 大聖泰弘 A Study on the Improvement of NOx Reduction Efficiency for a Urea SCR System (Seventh Report) Comparison
e - カーボンブラック Pt 触媒 プロトン導電膜 H 2 厚さ = 数 10μm H + O 2 H 2 O 拡散層 触媒層 高分子 電解質 触媒層 拡散層 マイクロポーラス層 マイクロポーラス層 ガス拡散電極バイポーラープレート ガス拡散電極バイポーラープレート 1 1~ 50nm 0.1~1
Development History and Future Design of Reduction of Pt in Catalyst Layer and Improvement of Reliability for Polymer Electrolyte Fuel Cells 6-43 400-0021 Abstract 1 2008-2008 2015 2 1 1 2 2 10 50 1 5
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1 2009825 2 / 180 160 140 120 100 80 60 40 20 2030 2006 45% 2006 61% CO223% 0 1980 1990 2000 2010 2020 2030 World Energy Outlook 2008, IEA CO2 / 800 700 600 500 400 300 200 100 0 2000 2020 2040 50 2060
クリーンディーゼルエンジン制御モジュール
Clean Diesel Engine Control Module あらまし 本稿では, ディーゼルエンジンの排気ガスクリーン技術, およびそれを実現するためのエンジン制御モジュール (ECM) を紹介する 商用車に搭載するECMは, 軽量化, 低コスト化が求められ, シャーシ搭載可能な構造が必要になってきている 開発したECMは, 高圧 微粒子化 ( コモンレール技術 燃料噴射技術 ) された燃料を適正量,
2012/4/28 OpenCAE 初心者勉強会東海 1 twoliquidmixingdymfoam を用いた タンクでの塩水混合解析 ( その 1) TM
2012/4/28 OpenCAE 初心者勉強会東海 1 twoliquidmixingdymfoam を用いた タンクでの塩水混合解析 ( その 1) TM 2012/4/28 2 はじめに タンク内の水と塩水の混合 空気との界面の解析を /multiphase/intermixingfoam で実施中 計算量が膨大で計算時間が長い 計算量を減らしたい /multiphase/twoliquidmixingfoam
航空機の縦系モデルに対する、非線形制御の適用例
制御システム工学研究グルプ 航空機の縦系モデルに対する非線形最適制御の適用例 菊池芳光 * * 名古屋大学 MBD 中部コンファレンス @2014 年 12 月 18 日 目次 はじめに 先行研究 提案手法 縦系航空機モデル シミュレーション結果 おわりに はじめに PIO(Pilot Induced Oscillation) Category II 速度飽和 位相遅れ PIO 事故 PIOにより墜落するGripen
参考資料-2 換気量について
参 2 換気量について ずり出し方式により換気量が影響をどの程度受けるかを検討するために影響要素による換気量を試算する これにより 換気量が何に支配されているかを調べる 1) 換気量算出の検討項目山岳トンネル工事における換気量については 一般に以下の項目について検討する 1) 自然発生ガス 酸素欠乏空気に対する換気量 2) 発破の後ガス及び発生粉じんに対する換気量 ) ディーゼル機関に対する換気量
Microsoft PowerPoint - ９０９ 群馬大学＿荒木先生.ppt
水素自動車 天然ガス自動車用燃料噴射弁の瞬間流量計測装置 荒木幹也, 志賀聖一, 石間経章, 小保方富夫, 藤原康裕, 中村壽雄 ( 群馬大学大学院工学研究科 ) 10 mm PFI 気体燃料インジェクタ ( ケーヒン ( 株 )) 気体燃料噴流の可視化写真 (3 気圧, 噴射開始 0.7 ms 後 ) 気体燃料の自動車エンジンへの適用気体燃料 ( 水素,CNG: 圧縮天然ガスなど ) - ガソリン,
CAT01-R14-G-A4.pdf
Nozzles for Special Purposes Nozzles for Special Purposes M19 0.19 47 67 82 94 106 116 125 M19 Nozzle 02-10 03-10 03-20 04-10 05-10 06-10 07-10 08-10 10-10 12-10 1.0 1.4 1.4 1.7 2.0 2.3 2.4 2.6 3.0 3.3
帝国議会の運営と会議録をめぐって
23 1890 10 10 11 25 11 26 11 27 11 29 115 56 16 19 23 92 22 3125 32 16 16 14 10 12 23 21 22 11 23 22 22 2211 23 73 9020 73 69 75 33 23 23 10 10 4111 25 10 11 23 220 10 20 6 64 10 11 12 13 15 16 73 49 40
SICE東北支部研究集会資料(2011年)
269 (2011.12.12) 269-10 Basic analysis of coaching in sprint motion using three dimensional motion capture data Masahiro Nagayama,Takayuki Takahashi *, ** *Graduate School Fukushima University,**Fukushima
新しいＨＶと旧型ＨＶの比較
車名 いすゞ 登録番号 川崎 11 す 953 初年度登録 平成 7 年 12 月 排出ガス規制年度 平成 6 年度短期規制 型式 KC-NKR66 EAV 改 車全長 (cm) 481 全幅 (cm) 189 全高 (cm) 228 車両重量 (kg) 28 体定員 ( 人 ) 3 車両総重量 (kg) 4985 エ型式 4HF1 ン気筒配置 直列 4 気筒 ジ吸気方法 自然吸気 ン総排気量 (cc)
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数値計算入門 武尾英哉. 離散数学と数値計算 数学的解法の中には理論計算では求められないものもある. 例えば, 定積分は, まずは積分 ( 被積分関数の原始関数をみつけること できなければ値を得ることはできない. また, ある関数の所定の値における微分値を得るには, まずその関数の微分ができなければならない. さらに代数方程式の解を得るためには, 解析的に代数方程式を解く必要がある. ところが, これらは必ずしも解析的に導けるとは限らない.
Microsoft Word 後藤佑介.doc
課題アプローチ技法 Ⅲ 73070310 後藤佑介テーマ 住宅用太陽光発電システムの利用効果 1. はじめに近年 地球温暖化問題に関心が集まっている その要因である二酸化炭素は私たちの生活を支える電力利用から排出される 二酸化炭素の排出を削減するためには再生可能エネルギー利用の技術が必要である その技術の一つである太陽光発電システム (PV システム ) はクリーンで無公害なエネルギーとして大きな期待が寄せられている
LNG LNG LNG LOX LOX LOX 第 1 図 LE-8 Fig. 1 Schematics diagram of LE-8 engine system 2. 2 噴射器 LOX LNG LOX 3 LNG 2 LNG 第 3 図 2. 3 着火装置 GG 2. 4 ターボポンプ H-2
LNG LE-8 Development of LNG Engine LE-8 IHI IHI ( LNG ) 10 LE-8 LNG 500 4 The rocket engine LE-8 is being developed using LOX and LNG as propellant. LNG has an advantage over hydrogen, the most frequently
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