東北大学研究者紹介

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コバヤシ　ヒデアキ

小林　秀昭

Hideaki Kobayashi

所属

流体科学研究所

職名

教授

学位

工学博士（東北大学）

researchmap

https://researchmap.jp/read0168561

J-GLOBAL ID

200901048598713333

委員歴 19

国立研究開発法人産業技術総合研究所　クロスアポイントメントフェロー

2015年4月～ 2023年3月
一般社団法人日本機械学会　日本機械学会東北支部長

2021年3月～ 2022年3月
The Combustion Institute (国際燃焼学会)　理事, 副会長

2008年9月～ 2020年7月
東北大学流体科学研究所　副所長

2016年4月～ 2019年3月
内閣府戦略的イノベーション創造プログラム(SIP)「エネルギーキャリア」　アンモニア直接燃焼チームリーダー

2015年4月～ 2019年3月
一般社団法人日本燃焼学会　理事, 副会長, 会長

2000年1月～ 2017年6月
一般社団法人日本航空宇宙学会　北部支部長

2016年3月～ 2017年3月
一般社団法人日本機械学会　熱工学部門長

2013年4月～ 2014年3月
一般社団法人日本機械学会　評議員

2009年4月～ 2011年3月
一般社団法人日本機械学会　熱工学部門総務委員

2006年4月～ 2010年3月
一般社団法人日本機械学会　Journal of Thermal Science and Technology エディター

2005年11月～ 2009年11月
第32回国際燃焼シンポジウム（モントリオール）　プログラム委員長

2006年8月～ 2008年8月
日本機械学会　評議員

2006年4月～ 2007年3月
日本機械学会東北支部　幹事会委員

2005年4月～ 2007年3月
日本機械学会熱工学部門　運営委員

2005年4月～ 2007年3月
日本機械学会東北支部　幹事会委員

2005年4月～ 2007年3月
日本機械学会熱工学部門　運営委員

2005年4月～ 2007年3月
日本機械学会東北支部　商議員

2003年4月～ 2007年3月
日本航空宇宙学会北部支部　庶務幹事

1998年3月～ 2000年2月

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所属学協会 6

The Combustion Institute (国際燃焼学会）

1984年7月～継続中
日本熱物性学会
流れの可視化情報学会
日本航空宇宙学会
日本燃焼学会
日本機械学会

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研究キーワード 4

アンモニア燃焼
環境
航空宇宙
燃焼

研究分野 2

フロンティア（航空・船舶） / 航空宇宙工学 /
ものづくり技術（機械・電気電子・化学工学） / 熱工学 /

受賞 18

The Bernard Lewis Gold Medal

2022年7月　The Combustion Institute (国際燃焼学会）
日本ガスタービン学会賞（技術賞）

2022年4月　公益財団法人日本ガスタービン学会　低NOxアンモニア専焼マイクロガスタービン発電の研究・開発
谷川熱技術賞

2021年9月　公益財団法人谷川熱技術振興基金
論文賞

2020年12月　一般社団法人日本燃焼学会　詳細反応機構を用いたアンモニア/天然ガス混焼ガスタービン燃焼器の低NOx燃焼法に関する検討，日本燃焼学会誌，Vol.61, No.198, (2019), pp.368-375.
論文賞

2020年12月　一般社団法人日本燃焼学会　Development of a wide range-operable, rich-lean low-NOx combustor for NH3 fuel gas-turbine power generation, Proceedings of the Combustion Institute, Vol. 37. (2019), pp.4587-4595.
論文賞

2019年11月　一般社団法人日本燃焼学会　Science and Technology of Ammonia Combustion, Proceedings of the Combustion Institute Vol. 37 (2019) pp.109-133.
日本航空宇宙学会フェロー

2019年4月　一般社団法人日本航空宇宙学会
熱工学部門講演論文表彰

2018年10月　一般社団法人日本機械学会　Effects of pressure on Combustion Characteristics of Ammonia/Air Premixed Turbulent Flames in Swirling Flows
Fellow of The Combustion Institute

2018年6月　The Combustion Institute (国際燃焼学会）
流体科学研究賞

2017年11月　一般財団法人機器研究会　極限環境条件における反応性流体科学現象の解明に関する研究
熱工学部門研究功績賞

2017年4月　一般社団法人日本機械学会
平成29年度科学技術分野の文部科学大臣表彰科学技術賞研究部門

2017年4月　文部科学省　極限環境条件における燃焼現象解明の研究
熱工学部門講演論文表彰

2010年3月　一般社団法人日本機械学会　高圧下変動速度場における液滴燃焼速度定数増大のメカニズムについて
日本機械学会フェロー

2008年4月　一般社団法人日本機械学会
日本機械学会第85期熱工学部門業績賞

2008年3月　一般社団法人日本機械学会　熱工学分野の研究
日本機械学会賞 (論文賞)

2006年4月　日本機械学会　Effects of Turbulence on Flame Structure and NOx Emission of Turbulent Jet Non-premixed Flames in High-Temperature Air Combustion, JSME International Journal Ser. B, (2005), pp.286-292
日本航空宇宙学会論文賞

1998年4月　日本航空宇宙学会　衝撃波入射によるストラット後流の保炎に対する噴射燃料予混合化の影響, 日本航空宇宙学会誌, 第45巻 (1997), 36-45 頁
日本燃焼学会奨励賞

1996年11月　日本燃焼学会　高圧乱流燃焼現象に関する研究

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論文 241

Achieving high flame stability with low NO And Zero N2O and NH3 emissions during liquid ammonia spray combustion with gas turbine combustors

Ekenechukwu C. Okafor, Osamu Kurata, Hirofumi Yamashita, Norihiko Iki, Takahiro Inoue, Hyun Jo, Masayasu Shimura, Taku Tsujimura, Akihiro Hayakawa, Hideaki Kobayashi

Proceedings of the Combustion Institute　2024年11月

DOI： 10.1016/j.proci.2024.105340 　

ISSN：1540-7489
Visualization of liquid ammonia spray using 2p-SLIPI and comparison of liquid ammonia spray and gaseous ammonia combustion in a swirl combustor at atmospheric pressure 査読有り

Hirofumi Yamashita, Akihiro Hayakawa, Kohei Oku, Sophie Colson, Gauthier Reibel, Yi-rong Chen, K. D. Kunkuma A. Somarathne, Ekenechukwu C. Okafor, Taku Tsujimura, Shintaro Ito, Masahiro Uchida, Taku Kudo, Hideaki Kobayashi

Fuel　371　131833　2024年9月

DOI： 10.1016/j.fuel.2024.131833 　
Enhancement of liquid ammonia combustion by a twin fluid atomizer

Osamu Kurata, Okafor Ekenechukwu Chijioke, Hirofumi Yamashita, Takahiro Inoue, Taku Tsujimura, Norihiko Iki, Akihiro Hayakawa, Hideaki Kobayashi

International Journal of Gas Turbine, Propulsion and Power Systems　2024年7月

DOI： 10.38036/jgpp.15.4_v15n4tp02 　

ISSN：1882-5079
Optimum primary equivalence ratio for rich-lean two-stage combustion of non-premixed ammonia/methane/air and ammonia/hydrogen/air flames in a swirling flow

Hirofumi Yamashita, Akihiro Hayakawa, Ekenechukwu C. Okafor, Sophie Colson, K. D. Kunkuma A. Somarathne, Taku Tsujimura, Shintaro Ito, Masahiro Uchida, Taku Kudo, Hideaki Kobayashi

Fuel　368　131598-131598　2024年7月
出版者・発行元： Elsevier BV
DOI： 10.1016/j.fuel.2024.131598 　

ISSN：0016-2361
Emission characteristics of confined non-premixed ammonia–oxygen–nitrogen turbulent jet flames under oxygen-enriched conditions

Yu Xia, Yuxuan Shen, Kodai Sakai, Daichi Matsumoto, Sophie Colson, Taku Kudo, Akihiro Hayakawa, Hideaki Kobayashi

Proceedings of the Combustion Institute　40　(1-4)　105704-105704　2024年
出版者・発行元： Elsevier BV
DOI： 10.1016/j.proci.2024.105704 　

ISSN：1540-7489
Towards the development of liquid ammonia/air spray combustion in a gas turbine-like combustor at moderately high pressure

Kapuruge Don Kunkuma Amila Somarathne, Hirofumi Yamashita, Sophie Colson, Kohei Oku, Keito Honda, Ekenechukwu Chijioke Okafor, Akihiro Hayakawa, Taku Kudo, Hideaki Kobayashi

Applications in Energy and Combustion Science　16　100215-100215　2023年12月
出版者・発行元： Elsevier BV
DOI： 10.1016/j.jaecs.2023.100215 　

ISSN：2666-352X
Study on the effect of injection temperature and nozzle geometry on the flashing transition of liquid ammonia spray

Sophie Colson, Hirofumi Yamashita, Kohei Oku, Kapuruge Don Kunkuma Amila Somarathne, Taku Kudo, Akihiro Hayakawa, Hideaki Kobayashi

Fuel　348　128612-128612　2023年9月
出版者・発行元： Elsevier BV
DOI： 10.1016/j.fuel.2023.128612 　

ISSN：0016-2361
Numerical and experimental study of product gas characteristics in premixed ammonia/methane/air laminar flames stabilised in a stagnation flow

Marina Kovaleva, Akihiro Hayakawa, Sophie Colson, Ekenechukwu C. Okafor, Taku Kudo, Agustin Valera-Medina, Hideaki Kobayashi

Fuel Communications　10　100054-100054　2022年3月
出版者・発行元： Elsevier BV
DOI： 10.1016/j.jfueco.2022.100054 　

ISSN：2666-0520
Effects of initial mixture temperature and pressure on laminar burning velocity and Markstein length of ammonia/air premixed laminar flames

Ryuhei Kanoshima, Akihiro Hayakawa, Takahiro Kudo, Ekenechukwu C. Okafor, Sophie Colson, Akinori Ichikawa, Taku Kudo, Hideaki Kobayashi

Fuel　310　2022年2月15日

DOI： 10.1016/j.fuel.2021.122149 　

ISSN：0016-2361
Measurement of the laminar burning velocity and kinetics study of the importance of the hydrogen recovery mechanism of ammonia/hydrogen/air premixed flames

Gabriel J. Gotama, Akihiro Hayakawa, Ekenechukwu C. Okafor, Ryuhei Kanoshima, Masao Hayashi, Taku Kudo, Hideaki Kobayashi

Combustion and Flame　236　111753-111753　2022年2月
出版者・発行元： Elsevier BV
DOI： 10.1016/j.combustflame.2021.111753 　

ISSN：0010-2180
Quantitative OH concentration measurement using OH(2,0) band bi-directional LIF method for high-pressure and high-temperature symmetrical flames

Yasuhiro HIGUCHI, Yoshio NUNOME, Satoshi TAKADA, Ryoma YOSHIKAWA, Taku KUDO, Akihiro HAYAKAWA, Hideaki KOBAYASHI

Journal of Thermal Science and Technology　17　(3)　22-00216　2022年
出版者・発行元： Japan Society of Mechanical Engineers
DOI： 10.1299/jtst.22-00216 　

eISSN：1880-5566
Stabilization mechanisms of an ammonia/methane non-premixed jet flame up to liftoff 査読有り

Sophie Colson, Manuel Kuhni, Akihiro Hayakawa, Hideaki Kobayashi, Cédric Galizzi, Dany Escudié

Combustion and Flame　234　111657-111657　2021年12月
出版者・発行元： Elsevier BV
DOI： 10.1016/j.combustflame.2021.111657 　

ISSN：0010-2180

eISSN：1556-2921
Liquid ammonia spray combustion in two-stage micro gas turbine combustors at 0.25 MPa; Relevance of combustion enhancement to flame stability and NOx control 査読有り

Ekenechukwu C. Okafor, Osamu Kurata, Hirofumi Yamashita, Takahiro Inoue, Taku Tsujimura, Norihiko Iki, Akihiro Hayakawa, Shintaro Ito, Masahiro Uchida, Hideaki Kobayashi

Applications in Energy and Combustion Science　7　100038-100038　2021年6月
出版者・発行元： Elsevier BV
DOI： 10.1016/j.jaecs.2021.100038 　

ISSN：2666-352X
断熱・非断熱条件下における水素・空気希薄予混合火炎の不安定挙動におよぼす水蒸気添加の効果査読有り

87　(898)　21-00107　2021年5月
出版者・発行元：
DOI： 10.1299/transjsme.21-00107 　

eISSN：2187-9761
Effects of pressure and heat loss on the unstable motion of cellular-flame fronts caused by intrinsic instability in hydrogen-air lean premixed flames 査読有り

S. Kadowaki, T. T. Aung, T. Furuyama, K. Kawata, T. Katsumi, H. Kobayashi

Journal of Thermal Science and Technology　16　(2)　JTST0021-JTST0021　2021年2月
出版者・発行元： Japan Society of Mechanical Engineers
DOI： 10.1299/jtst.2021jtst0021 　

eISSN：1880-5566
Start-up process of 50KW-Class gas turbine firing ammonia gas

Osamu Kurata, Norihiko Iki, Yong Fan, Takayuki Matsunuma, Takahiro Inoue, Taku Tsujimura, Hirohide Furutani, Masato Kawano, Keisuke Arai, Ekenechukwu C. Okafor, Akihiro Hayakawa, Hideaki Kobayashi

Proceedings of the ASME Turbo Expo　6　2021年

DOI： 10.1115/GT2021-59448 　
Flame stability and emissions characteristics of liquid ammonia spray co-fired with methane in a single stage swirl combustor 査読有り

Ekenechukwu C. Okafor, Hirofumi Yamashita, Akihiro Hayakawa, K.D. Kunkuma A. Somarathne, Taku Kudo, Taku Tsujimura, Masahiro Uchida, Shintaro Ito, Hideaki Kobayashi

Fuel　287　119433-119433　2020年10月
出版者・発行元： Elsevier BV
DOI： 10.1016/j.fuel.2020.119433 　

ISSN：0016-2361
Turbulent flame propagation limits of ammonia/methane/air premixed mixture in a constant volume vessel 査読有り

Genya Hashimoto, Khalid Hadi, Yu Xia, Aainaa Hamid, Nozomu Hashimoto, Akihiro Hayakawa, Hideaki Kobayashi, Osamu Fujita

Proceedings of the Combustion Institute　38　(4)　5171-5180　2020年10月
出版者・発行元： Elsevier BV
DOI： 10.1016/j.proci.2020.08.055 　

ISSN：1540-7489
Study of the Combined Effect of Ammonia Addition and Air Coflow Velocity on a Non-Premixed Methane Jet Flame Stabilization 査読有り

S. Colson, M. Kuhni, C. Galizzi, D. Escudie, H. Kobayashi

Combustion Science and Technology　2020年10月
Effects of OH concentration and temperature on NO emission characteristics of turbulent non-premixed CH4/NH3/air flames in a two-stage gas turbine like combustor at high pressure 査読有り

Kapuruge Don Kunkuma Amila Somarathne, Ekenechukwu C. Okafor, Daiki Sugawara, Akihiro Hayakawa, Hideaki Kobayashi

Proceedings of the Combustion Institute　38　(4)　5163-5170　2020年9月
出版者・発行元： Elsevier BV
DOI： 10.1016/j.proci.2020.06.276 　

ISSN：1540-7489
Experimental and numerical study of product gas characteristics of ammonia/air premixed laminar flames stabilized in a stagnation flow

Akihiro Hayakawa, Yuta Hirano, Ekenechukwu C. Okafor, Hirofumi Yamashita, Taku Kudo, Hideaki Kobayashi

Proceedings of the Combustion Institute　38　(2)　2409-2417　2020年8月
出版者・発行元： Elsevier BV
DOI： 10.1016/j.proci.2020.07.030 　

ISSN：1540-7489
Influence of wall heat loss on the emission characteristics of premixed ammonia-air swirling flames interacting with the combustor wall

Ekenechukwu C. Okafor, Masaaki Tsukamoto, Akihiro Hayakawa, K.D. Kunkuma A. Somarathne, Taku Kudo, Taku Tsujimura, Hideaki Kobayashi

Proceedings of the Combustion Institute　38　(4)　5139-5146　2020年8月
出版者・発行元： Elsevier BV
DOI： 10.1016/j.proci.2020.06.142 　

ISSN：1540-7489
Combustion Characteristics of a Cavity Flameholder with a Burned-Gas Injector at the Cavity Bottom Wall in a Scramjet Model Combustor 査読有り

T. Yamaguchi, T. Hizawa, Y. Yugami, M. Hasegawa, T. Kudo, A. Hayakawa, H.Kobayashi

Transactions of the Japan Society for Aeronautical and Space Sciences　63　(4)　160-171　2020年7月4日
出版者・発行元： Japan Society for Aeronautical and Space Sciences
DOI： 10.2322/tjsass.63.160 　

ISSN：0549-3811

eISSN：2189-4205
Experimental and Numerical Study of NH3/CH4 Counterflow Premixed and Non-Premixed Flames for Various NH3 Mixing Ratios 査読有り

S. Colson, Y. Hirano, A. Hayakawa, T. Kudo, H. Kobayashi, C. Galizzi, D. Escudie

Combustion Science and Technology　193　(16)　2872-2889　2020年5月
出版者・発行元： Informa UK Limited
DOI： 10.1080/00102202.2020.1763326 　

ISSN：0010-2202

eISSN：1563-521X
Novel Dilution Sampling Method for Gas Analysis with a Low Sampling Rate 査読有り

A, Hayakawa, Y. Hirano, A. Ichikawa, K. Matsuo, T. Kudo, H. Kobayashi

Mechanical Engineering Journal　7　(2)　19-00193　2020年4月15日
出版者・発行元： Japan Society of Mechanical Engineers
DOI： 10.1299/mej.19-00193 　

eISSN：2187-9745
水素-空気希薄予混合火炎の不安定挙動（未燃ガス温度、熱損失およびスケールの効果）査読有り

門脇敏, 内山努, 勝身俊之, トエトエアウン, 小林秀昭

日本機械学会論文集　86　(883)　2020年3月25日
Flow Field and Combustion Field Control Using Pylons Installed Upstream of a Cavity in Supersonic Flow 査読有り

T. Hizawa, T. Yamaguchi, K. Murata, Y. Yugami, M. Hasegawa, A. Hayakawa, H. Kobayashi

The Japan Society for Aeronautical and Space Sciences　63　(2)　2020年3月4日
Turbulent burning velocity of ammonia/oxygen/nitrogen premixed flame in O2-enriched air condition 査読有り

Yu Xia, Genya Hashimoto, Khalid Hadi, Nozomu Hashimoto, Akihiro Hayakawa, Hideaki Kobayashi, Osamu Fujita

Fuel　268　117383-117383　2020年3月
出版者・発行元： Elsevier {BV}
DOI： 10.1016/j.fuel.2020.117383 　
NH3/CH4/air 予混合気の定容燃焼容器における乱流火炎伝播限界

橋本玄弥, Hadi Khalid, Xia Yu, Hamid Aainaa, 橋本望, 早川晃弘, 小林秀昭, 藤田修

熱工学コンファレンス講演論文集　2020　80-80　2020年
出版者・発行元：一般社団法人日本機械学会
DOI： 10.1299/jsmeted.2020.0080 　

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In this study, the flame propagation experiments of ammonia/methane/air were conducted using a fan-stirred constant volume vessel in order to clarify the effect of turbulence on the propagation limits of the ammonia/methane/air. Results show that the ammonia/methane/air mixture with a 0.9 equivalence ratio can propagate at the highest turbulence intensity and flames can propagate in larger turbulence Karlovitz number at smaller Markstein number. These tendencies are considered to be due to the diffusional-thermal instability of the flame surface.
サイクル計算によるアンモニア/天然ガス混焼ガスタービンの性能予測査読有り

伊藤慎太朗, 内田正宏, 藤森俊郎, 小林秀昭

日本ガスタービン学会誌　48　(1)　2020年1月
Control of NOx and Other Emissions in Micro Gas Turbine Combustors Fuelled with Mixtures of methane and Ammonia 査読有り

E.C. Okafor, K.D.K.A. Somarathne, R. Ratthanan, A. Hayakawa, T. Kudo, O. Kurata, N. Iki, T. Tsujimura, H. Furutani, H. Kobayashi

Combustion and Flame　211　406-416　2020年1月

DOI： 10.1016/j.combustflame.2019.10.012 　

ISSN：0010-2180

eISSN：1556-2921
アンモニア燃焼研究の意義とインパクト

小林秀昭, 早川晃弘

日本燃焼学会誌　61　(198)　277-282　2019年11月
流体力学的不安定性と拡散・熱的不安定性に起因する三次元セル状予混合火炎（未燃ガス温度と熱損失の効果）査読有り

門脇敏, 野上雅人, トエトエアウン, 勝身俊之, 山崎渉, 小林秀昭

日本機械学会論文集　85　(879)　2019年10月
Emission Characteristics of a Lean-Premixed Ammonia/Natural-Gas Gas-Turbine Combustor and Effect of Secondary Ammonia Injection 査読有り

S. Ito, M. Uchida, S. Kato, T. Fujimori, H. Kobayashi

Mechanical Engineering Journal　6　(5)　2019年9月
詳細反応機構を用いたアンモニア/天然ガス混焼ガスタービン燃焼器の低NOｘ燃焼方法に関する検討査読有り

伊藤慎太朗, 内田正弘, 藤森俊郎, 小林秀昭

日本燃焼学会誌　61　(198)　368-375　2019年9月
Emission Characteristics of Turbulent Non-Premixed Ammonia/Air and methane/Air Swirl Flames Through a Rich-lean Combustor Under Various Wall Thermal Boundary Conditions at High Pressure 査読有り

K.D.K.A. Somarathne, E.C. Okafor, A. Hayakawa, T. Kudo, O. Kurata, N. Iki, H. Kobayashi

Combustion and Flame　210　247-261　2019年9月

DOI： 10.1016/j.combustflame.2019.08.037 　

ISSN：0010-2180

eISSN：1556-2921
OH planar laser-induced fluorescence measurement for H₂/O₂ jet diffusion flames in rocket combustion condition up to 7.0 MPa 査読有り

HIGUCHI Yasuhiro, TAKEUCHI Kiyonori, NUNOME Yoshio, TOMIOKA Sadatake, SAKAKI Kazuki, KUDO Taku, HAYAKAWA Akihiro, KOBAYASHI Hideaki

Journal of Thermal Science and Technology　14　(2)　JTST0018-JTST0018　2019年7月
出版者・発行元：一般社団法人日本機械学会・社団法人日本伝熱学会
DOI： 10.1299/jtst.2019jtst0018 　

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This study focuses on the application of OH planar laser-induced fluorescence (OH-PLIF) in high-pressure rocket combustion conditions, up to 7.0 MPa. The signal to noise ratio of PLIF degrades in high-pressure combustion owing to effects such as line broadening and interference from intense chemiluminescence. The OH(2,0) band excitation method was applied to obtain the OH(2,1) fluorescence emitted near 290 nm and filter out the intense OH(0,0) band chemiluminescence emitted near 308 nm. The gaseous H₂/O₂ (GH₂/GO₂) jet diffusion flame was formed using a recessed coaxial shear injector. The GH₂/GO₂ injection Reynolds number, Re (Re_H2/Re_O2 ≈ 2320/22800–4660/45600), was varied to examine the variation of the flame structure and reaction zone thickness under each pressure condition P_c, and Re injection condition. In addition, the variation of the experimentally derived full width at half maximum (FWHM) of the radial OH distribution, δ_OH, with the Damköehler number, Da, was compared with that of the simulated FWHM of the OH mole fraction, δ_OH-SIM. The OH distribution was clearly observed in the instantaneous PLIF image while eliminating the intense OH chemiluminescence even in the highest pressure condition of 7.0 MPa, which is a pressure higher than any of the previous OH-PLIF studies conducted on rocket combustion. The flame structure showed the typical characteristics of a turbulent jet diffusion flame and depended on Re rather than on the chamber pressure P_c. The variation of δ_OH with Da corresponded qualitatively with δ_OH-SIM and showed the characteristics of flame stretch in the vicinity of the injector.
アンモニア直接燃焼査読有り

小林秀昭, 早川晃弘

水素エネルギーシステム　44　(2)　105-113　2019年6月
還元反応機構を用いた高圧でのメタン-アンモニア-空気火炎の層流燃焼速度の測定とモデリング【JST・京大機械翻訳】査読有り

Okafor Ekenechukwu Chijioke, Naito Yuji, Colson Sophie, Ichikawa Akinori, Kudo Taku, Hayakawa Akihiro, Kobayashi Hideaki

Combustion and Flame　204　162-175　2019年3月

ISSN：0010-2180
Science and Technology of Ammonia Combustion 査読有り

H. Kobayashi, A. Hayakawa, K.D.K.A. Somarathne, E.C. Okafor

Proceedings of the Combustion Institute　37　109-133　2019年3月
Development of a Wide Range-Operable, Rich-Lean Low-NOx Combustor for NH3 Fuel Gas-Turbine Power Generation 査読有り

O. Kurata, N. Iki, T. Inoue, T. Matsunuma, T. Tsujimura, H. Furutani, M. Kawano, K. Arai, E.C. Okafor, A. Hayakawa, H. Kobayashi

Proceedings of the Combustion Institute　37　(4)　4587-4595　2019年3月

DOI： 10.1016/j.proci.2018.09.012 　

ISSN：1540-7489

eISSN：1873-2704
Quantitative Measurement of Temperature in Oxygen Enriched CH4/O2/N2 Premixed Flames Using Laser Induced Thermal Grating Spectroscopy (LITGS) Up to 1.0MPa 査読有り

A. Hayakawa, T. Yamagami, K. Takeuchi, Y. Higuchi, T. Kudo, S. Lowe, Y. Gao, S. Hochgreb, H, Kobayashi

Proceedings of the Combustion Institute　37　1427-1434　2019年3月
Towards the Development of an Efficient Low-NOx Ammonia Combustor for a Mio Gas Turbine 査読有り

E.C. Okafor, K.D.K.A. Somarathne, A. Hayakawa, T Kudo, O. Kurata, N. Iki, H. Kobayashi

Proceedings of the Combustion Institute　37　4597-4606　2019年3月
Extinction Limits of an Ammonia/Air Flame Propagating in a Turbulent Field 査読有り

R. Ichimura, K. Hadi, N. Hashimoto, A. Hayakawa, H. Kobayashi

Fuel　246　178-186　2019年2月
Burning Velocity and Flame Structure of CH4/NH3/Air Turbulent Premixed Flames at High Pressure 査読有り

A. Ichikawa, Y. Naito, A. Hayakawa, T. Kudo, H. Kobayashi

International Journal of Hydrogen Energy　44　6991-6999　2019年2月
The scale effects on the dynamic behavior of hydrogen-air lean premixed flames under the adiabatic and non-adiabatic conditions

Satoshi Kadowaki, Tsutomu Uchiyama, Toshiyuki Katsumi, Hideaki Kobayashi

12th Asia-Pacific Conference on Combustion, ASPACC 2019　2019年
出版者・発行元： Combustion Institute
Investigation of effective fuel injection systems for scramjet model combustor with double pylon

Yasuto Yugami, Tomohiro Hizawa, Tatsuya Yamaguchi, Mariko Hasegawa, Akihiro Hayakawa, Taku Kudo, Hideaki Kobayashi

12th Asia-Pacific Conference on Combustion, ASPACC 2019　2019年
出版者・発行元： Combustion Institute
Performance improvement of a cavity flameholder by pylon installation in supersonic flow

Mariko Hasegawa, Tomohiro Hizawa, Tatsuya Yamaguchi, Yasuto Yugami, Taku Kudo, Akihiro Hayakawa, Hideaki Kobayashi

12th Asia-Pacific Conference on Combustion, ASPACC 2019　2019年
出版者・発行元： Combustion Institute
Flame propagation limit of premixed gas of ammonia and methane in turbulent fields in a constant volume vessel

Genya Hashimoto, Ryo Ichimura, Khalid Hadi, Yu Xia, Nozomu Hashimoto, Akihiro Hayakawa, Hideaki Kobayashi, Osamu Fujita

The Proceedings of the National Symposium on Power and Energy Systems　2019.24　D124-D124　2019年
出版者・発行元： Japan Society of Mechanical Engineers
DOI： 10.1299/jsmepes.2019.24.d124 　

eISSN：2424-2950
Emission Characteristics of Turbulent Non-premixed CH4/NH3/air Swirl Flames through a Rich-Lean Gas Turbine-like Combustor at High Pressure

K. D.K.A. Somarathne, E. C. Okafor, A. Hayakawa, H. Kobayashi

12th Asia-Pacific Conference on Combustion, ASPACC 2019　2019年
Product gas characteristics of strain stabilized ammonia/air premixed laminar flames

Akihiro Hayakawa, Yuta Hirano, Ekenechukwu C. Okafor, Taku Kudo, Hideaki Kobayashi

12th Asia-Pacific Conference on Combustion, ASPACC 2019　2019年
Three-dimensional cellular premixed flames generated by hydrodynamic and diffusive-thermal instabilities (Effects of unburned-gas temperature and heat loss)

Satoshi KADOWAKI, Masato NOGAMI, Thwe Thwe Aung, Toshiyuki KATSUMI, Wataru YAMAZAKI, Hideaki KOBAYASHI

Transactions of the JSME (in Japanese)　85　(879)　19-00274　2019年
出版者・発行元： Japan Society of Mechanical Engineers
DOI： 10.1299/transjsme.19-00274 　

eISSN：2187-9761
On the control of NOx emission from a micro gas turbine combustor fueled with mixtures of methane and ammonia

Ekenechukwu C. Okafor, Rattanasupapornsak Ratthanan, K. A.D, Kunkuma Somarathne, Akihiro Hayakawa, Taku Kudo, Osamu Kurata, Norihiko Iki, Taku Tsujimura, Hideaki Kobayashi

12th Asia-Pacific Conference on Combustion, ASPACC 2019　2019年1月1日
Development and Verification of a Supersonic nozzle with a Rectangular Cross Section at a Mach Number of 2.8 for a Scramjet Model Combustor 査読有り

T. Yamaguchi, T. Hizawa, T. Ichikawa, T.Kudo, A. Hayakawa, H. Kobayashi

Journal of Thermal Science and Technology　13　(2)　2018年11月
Total temperature estimation of a hydrogen/air burned-gas torch igniter for a scramjet combustor 査読有り

T. Yamaguchi, T. Hizawa, T. Ichikawa, T.Kudo, A. Hayakawa, H. Kobyashi

Journal of Thermal Science and Technology,　13　(2)　2018年10月
Modeling of ammonia/air non-premixed turbulent swirling flames in a gas turbine-like combustor at various pressures 査読有り

K.D.K.A. Somarathne, S. Colson, A. Hayakawa, H. Kobayashi

Combustion Theory and Modelling,　22　(5)　973-997　2018年6月
Numerical calculations of the dynamic behavior of hydrogen-air lean premixed flames due to intrinsic instability based on the detailed chemical reaction model

S. Kadowaki, R. Ohki, Thwe Thwe Aung, T. Katsumi, H. Kobayashi

10th International Conference on Computational Fluid Dynamics, ICCFD 2018 - Proceedings　2018年
出版者・発行元： International Conference on Computational Fluid Dynamics 2018
NOx Reduction in a Swirl Combustor Firing Ammonia for a Micro Gas Turbine 査読有り

ASME Turbo Expo 2018: Turbomachinery Technical Conference and Exposition　2018年

DOI： 10.1115/GT2018-75993 　
Development of a water-cooled multi-hole calibration burner for optical measurements of flames with high pressures and temperatures 査読有り

Kiyonori Takeuchi, Yoshio Nunome, Sadatake Tomioka, Takeo Tomita, Taku Kudo, Akihiro Hayakawa, Hideaki Kobayashi

Journal of Thermal Science and Technology　13　(1)　2018年
出版者・発行元： Japan Society of Mechanical Engineers
DOI： 10.1299/jtst.2018jtst0001 　

ISSN：1880-5566
Experimental and numerical study of the laminar burning velocity of CH4–NH3–air premixed flames 査読有り

Ekenechukwu C. Okafor, Yuji Naito, Sophie Colson, Akinori Ichikawa, Taku Kudo, Akihiro Hayakawa, Hideaki Kobayashi

Combustion and Flame　187　185-198　2018年
出版者・発行元： Elsevier Inc.
DOI： 10.1016/j.combustflame.2017.09.002 　

ISSN：1556-2921 0010-2180

eISSN：1556-2921
Numerical Study of a Low Emission Gas Turbine Like Combustor for Turbulent Ammonia/Air Premixed Swirl Flames With a Secondary Air Injection at High Pressure 査読有り

K.D.K.A. Somarathne, S. Hatakeyama, A. Hayakawa, H.Kobayashi

International Journal of Hydrogen Energy　42　(44)　27388-27399　2017年10月

ISSN：0360-3199
Experimental investigation of stabilization and emission characteristics of ammonia/air premixed flames in a swirl combustor 査読有り

Akihiro Hayakawa, Yoshiyuki Arakawa, Rentaro Mimoto, K. D. Kunkuma A. Somarathne, Taku Kudo, Hideaki Kobayashi

INTERNATIONAL JOURNAL OF HYDROGEN ENERGY　42　(19)　14010-14018　2017年5月

DOI： 10.1016/j.ijhydene.2017.01.046 　

ISSN：0360-3199

eISSN：1879-3487
OPERATION AND FLAME OBSERVATION OF MICRO GAS TURBINE FIRING AMMONIA 査読有り

Norihiko Iki, Osamu Kurata, Takayuki Matsunuma, Takahiro Inoue, Taku Tsujimura, Hirohide Furutani, Hideaki Kobayashi, Akihiro Hayakawa

PROCEEDINGS OF THE ASME TURBO EXPO: TURBINE TECHNICAL CONFERENCE AND EXPOSITION, 2017, VOL 8　2017年
SUCCESS OF AMMONIA-FIRED, REGENERATOR-HEATED, DIFFUSION COMBUSTION GAS TURBINE POWER GENERATION AND PROSPECT OF LOW NOX COMBUSTION WITH HIGH COMBUSTION EFFICIENCY 査読有り

Osamu Kurata, Norihiko Iki, Takayuki Matsunuma, Takahiro Inoue, Taku Tsujimura, Hirohide Furutani, Akihiro Hayakawa, Hideaki Kobayashi

PROCEEDINGS OF THE ASME POWER CONFERENCE JOINT WITH ICOPE-17, 2017, VOL 1　2017年
Combustion emissions from nh3 fuel gas turbine power generation demonstrated

Osamu Kurata, Norihiko Iki, Takahiro Inoue, Takayuki Matsunuma, Taku Tsujimura, Hirohide Furutani, Hideaki Kobayashi, Akihiro Hayakawa

NH3 Energy+- Enabling Optimized, Sustainable Energy and Agriculture 2017 - Topical Conference at the 2017 AIChE Annual Meeting　2017-October　162-170　2017年1月1日
Flame stabilization and emission characteristics ofammonia flames in a micro gas turbine combustor

Ekenechukwu C. Okafor, Kazuma Sakai, Akihiro Hayakawa, Taku Kudo, Osamu Kurata, Norihiko Iki, Hideaki Kobayashi

11th Asia-Pacific Conference on Combustion, ASPACC 2017　2017-December　2017年1月1日
The effects of unburned-gas temperature on the characteristics of cellular premixed flames generated by hydrodynamic and diffusive-thermal instabilities in large space: fractal dimension of cellular-flame fronts 査読有り

Satoshi Kadowaki, Taisuke Washio, Thwe Thwe Aung, Wataru Yamazaki, Toshiyuki Katsumi, Hideaki Kobayashi

JOURNAL OF THERMAL SCIENCE AND TECHNOLOGY　12　(1)　2017年

DOI： 10.1299/jtst.2017jtst0015 　

ISSN：1880-5566
Application of OH(2,0) Band Excitation Planar Laser-Induced Fluorescence to High-Pressure H-2/O-2 Jet Flames for Rocket Combustion 査読有り

Kiyonori Takeuchi, Yoshio Nunome, Sadatake Tomioka, Takeo Tomita, Taku Kudo, Akihiro Hayakawa, Hideaki Kobayashi

TRANSACTIONS OF THE JAPAN SOCIETY FOR AERONAUTICAL AND SPACE SCIENCES　60　(2)　116-123　2017年

ISSN：0549-3811
Performances and emission characteristics of NH3-air and NH3-CH4-air combustion gas-turbine power generations 査読有り

Osamu Kurata, Norihiko Iki, Takayuki Matsunuma, Takahiro Inoue, Taku Tsujimura, Hirohide Furutani, Hideaki Kobayashi, Akihiro Hayakawa

PROCEEDINGS OF THE COMBUSTION INSTITUTE　36　(3)　3351-3359　2017年

DOI： 10.1016/j.proci.2016.07.088 　

ISSN：1540-7489

eISSN：1873-2704
Numerical Investigation on the Combustion Characteristics of Turbulent Premixed Ammonia/air Flames Stabilized by a Swirl Burner 査読有り

K.D.K.A. Somarathne, A. Hayakawa, H. Kobayashi

Journal of Fluid Science and Technology　11　(4)　2016年12月28日

DOI： 10.1299/jfst.2016jfst0026 　

ISSN：1880-5558
Gas Turbine Power Generation System firing Ammonia-Methane Mixture 査読有り

N. Iki, O. Kurata, T. Matsunuma, T. Inoue, T. Tsujimura, H. Furutani, H. Kobayashi, A. Hayakawa

Proceedings of the Asian Congress on Gas Turbines　1-6　2016年11月14日
Effect of Cavity with a Pylon on the Flame in Supersonic Flow

K. Murata, T. Yamaguchi, T. Kudo, A. Hayakawa, H. Kobayashi

Proceedings of the Thirteenth International Conference on Flow Dynamics　730-731　2016年10月11日
Effects of NH3 Addition on the Laminar Burning Velocity and Markstein Length of CH4-Air Premixed Flames

E. C. Okafor, Y. Naito, A. Ichikawa, T. Kudo, A. Hayakawa, H. Kobayashi

Proceedings of the Thirteenth International Conference on Flow Dynamics,　210-211　2016年10月11日
Quantitative Temperature Measurement of High Pressure Flame by Using laser Induced Thermal Grating Spectroscopy (LITGS)

A. Hayakawa, T. Yamagami, S. Lowe, T. Kudo, Y. Gao, S. Hochgreb, H. Kobayashi

Proceedings of the Sixteenth International Symposium on Advanced Fluid Information　142-143　2016年10月11日
Ammonia-fired gas turbine power generation system

O. Kurata, N. Iki, T. Matsunuma, T. Inoue, T. Tsujimura, H. Furutani, H. Kobayashi, A. Hayakawa

Proceedings of the 21st World Hydrogen Energy Conference　147-148　2016年6月15日
Stabilization and Emission Characteristics of Ammonia/air Premixed Flames in Swirling Flows

A. Hayakawa, Y. Arakawa, R. Mimoto, K.D.K.A. Somarathne, T. Kudo, H. Kobayashi

Proceedings of the 21st World Hydrogen Energy Conference　2016年6月15日
Flame Visualization and Mechanism of Fast Flame Propagation Through a Meso-scale packed Porous Bed in a High-pressure Environment 査読有り

M. Okuyama, T. Suzuki, J. Wang, H. Kobayashi

日本燃焼学会誌　58　(184)　107-113　2016年5月15日
出版者・発行元：日本燃焼学会
DOI： 10.20619/jcombsj.58.184_107 　

ISSN：1347-1864
超音速流における衝撃波干渉するキャビティー保炎器下流の燃焼メカニズム査読有り

小林秀昭, 石本裕美, 工藤琢, 早川晃弘

日本航空宇宙学会論文集　64　(2)　97-103　2016年4月5日
出版者・発行元：一般社団法人日本航空宇宙学会
DOI： 10.2322/jjsass.64.97 　

ISSN：1344-6460

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The objective of this study is to explore the effects of incident shock waves on combustion downstream of a cavity flameholder. The images of flame chemiluminescence showed that the flame looks extinguished downstream of an incident shock wave, as well as OH-PLIF measurements indicated higher OH concentration upstream of the incident shock wave, while lower OH concentration downstream of the incident shock wave. The results of two-dimensional numerical simulations for reacting flows showed that the incident shock wave generates a strong recirculation zone and reverse flows, and the main flow curved around the zone, corresponding well to the flame structure seen by experiments. In addition, it was found that about 90% of the injected H2 was converted to H2O at the rear edge of the calculated wall domain when an incident shock wave was introduced, which means that cavity-stabilized flames is not extinguished by the incident shock wave but burnt out there, thus the fuel was almost fully consumed. That is to say, the incident shock wave enhances chemical reactions because the generated recirculation zone and low speed region increases residence time and increased turbulent kinetic energy enhances the mixing.
高・低温度環境において流体力学的不安定性と拡散・熱的不安定性により生じるセル状予混合火炎の不安定挙動査読有り

門脇敏, 鷲尾泰佑, トエトエアウン, 山崎渉, 勝身俊之, 小林秀昭

日本機械学会論文集　82　(835)　15-00522-15-00522　2016年3月25日
出版者・発行元：一般社団法人日本機械学会
DOI： 10.1299/transjsme.15-00522 　

ISSN：2187-9761

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Unstable behaviors of cellular premixed flames caused by hydrodynamic and diffusive-thermal instabilities under high- and low-temperature environment were studied numerically. Unsteady reactive flow was calculated in large space, based on the compressible Navier-Stokes equation including chemical reaction. As the unburned-gas temperature became higher (lower), the growth rate increased (decreased) and the unstable range widened (narrowed), which was due to the enlargement (reduction) of the burning velocity of a planar flame. On the other hand, the normalized growth rate decreased (increased) and the normalized unstable range narrowed (widened) under the high (low) temperature conditions. This was due to the weakness (strength) of thermal-expansion effects and to the reduction (enlargement) of Zeldovich numbers. Furthermore, unstable behaviors of cellular flames, i.e. the coalescence and divide of cells, appeared owing to hydrodynamic and diffusive-thermal instabilities. We found that the burning velocity of a cellular flame changed drastically with time, and the average burning velocity of a cellular flame normalized by that of a planar flame decreased (increased) as the unburned-gas temperature became higher (lower). In addition, the burning velocity of a cellular flame depended strongly on the space size. As the space size became larger, the burning velocity increased monotonously. This was because that the long-wavelength components of disturbances played a significant role in the dynamics of cellular premixed flames.
A Study of Cavity Combustion for Pre-burnt Injection Gas From a Single Hole in Supersonic Air Stream 査読有り

T. Yamaguchi, K. Murata, T. Kudo, A. Hayakawa, H. Kobayashi

Proceedings of the First Pacific Rim Thermal Engineering Conference　PRTEC-14721　2016年3月
カーボンフリーアンモニア燃焼

小林秀昭, 早川晃弘

日本燃焼学会誌　58　(183)　41-48　2016年2月15日

DOI： 10.20619/jcombsj.58.183_41 　
アンモニアマイクロガスタービン燃焼器における保炎限界と燃焼排出ガス特性

Ekenechukwu C. Okafor, 酒井一馬, 早川晃弘, 工藤琢, 小林秀昭, 壹岐典彦, 倉田修

熱工学コンファレンス講演論文集　2016　E214　2016年
出版者・発行元：一般社団法人日本機械学会
DOI： 10.1299/jsmeted.2016.E214 　

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The stability limits and emission characteristics of ammonia-air diffusion flames stabilized by swirl were investigated using a 50 kW micro gas turbine burner. Two liners were used, a cylindrical glass liner and a tapered gas turbine (GT) model liner. The flames were stabilized at equivalence ratios of 0.7 to 1.4 at inlet gas temperature of 298 K. The GT model liner resulted to a slightly wider stability range and lower unburnt ammonia emission. For both liners, ammonia emission increased while NOx emission decreased with equivalence ratio. The sum of NOx and ammonia emissions were found to be minimal at stoichiometric condition.
MICRO GAS TURBINE FIRING AMMONIA 査読有り

Norihiko Iki, Osamu Kurata, Takayuki Matsunuma, Takahiro Inoue, Taku Tsujimura, Hirohide Furutani, Hideaki Kobayashi, Akihiro Hayakawa, Yoshiyuki Arakawa, Akinori Ichikawa

PROCEEDINGS OF THE ASME TURBO EXPO: TURBINE TECHNICAL CONFERENCE AND EXPOSITION, 2016, VOL 8　2016年
Effects of Incident Shockwave on Flame-holding Downstream of Ramp Injector in Supersonic Flow 査読有り

Yoshitaka Iwamura, Tatsuya Yamaguchi, Akihiro Hayakawa, Taku Kudo, Hideaki Kobayashi

TRANSACTIONS OF THE JAPAN SOCIETY FOR AERONAUTICAL AND SPACE SCIENCES　59　(2)　64-70　2016年

DOI： 10.2322/tjsass.59.64 　

ISSN：0549-3811
Extinction characteristics of ammonia/air counterflow premixed flames at various pressures 査読有り

Sophie Colson, Akihiro Hayakawa, Taku Kudo, Hideaki Kobayashi

JOURNAL OF THERMAL SCIENCE AND TECHNOLOGY　11　(3)　2016年

DOI： 10.1299/jtst.2016jtst0048 　

ISSN：1880-5566
Burning velocity and statistical flame front structure of turbulent premixed flames at high pressure up to 1.0 MPa 査読有り

Jinhua Wang, Senbin Yu, Meng Zhang, Wu Jin, Zuohua Huang, Shuang Chen, Hideaki Kobayashi

EXPERIMENTAL THERMAL AND FLUID SCIENCE　68　196-204　2015年11月

DOI： 10.1016/j.expthermflusci.2015.04.015 　

ISSN：0894-1777

eISSN：1879-2286
Laminar burning velocity and Markstein length of ammonia/air premixed flames at various pressures 査読有り

Akihiro Hayakawa, Takashi Goto, Rentaro Mimoto, Yoshiyuki Arakawa, Taku Kudo, Hideaki Kobayashi

FUEL　159　98-106　2015年11月

DOI： 10.1016/j.fuel.2015.06.070 　

ISSN：0016-2361

eISSN：1873-7153
Effects of Cross-flow on Liquid Sheet Break-up and Droplet Dimeters for Two-dimensional Air-blast Atomizer in High Pressure Environment

K. Kato, S. Suzuki, T. Kudo, S. Kato, M. Uchida, A. Hayakawa, H. Kobayashi

Proceedings of the Twelfth International Conference on Flow Dynamics (12th ICFD2015)　266-267　2015年10月
Flame Characteristics of Ammonia and Methane Flames in a Swirl Combustor

Y. Arakawa, A. Hayakawa, K.D.K.A. Somarathne, T. Kudo, H. Kobayashi

Proceedings of the Twelfth International Conference on Flow Dynamics (12th ICFD2015)　708-709　2015年10月
Numerical Analysis of Combustion Enhancement by Ozone Addition and Shock Wave Interaction in Supersonic Flow

K. Murata, J. Kurasawa, T. Kudo, A. Hayakawa, H. Kobayashi

Proceedings of the Twelfth International Conference on Flow Dynamics (12th ICFD2015)　722-723　2015年10月
Numerical Investigation on the Combustion Characteristics of Turbulent Premixed Swirl Flames for Ammonia/air Mixture

K.D.K.A. Somarathne, A. Hayakawa, H. Kobayashi

Proceedings of the Twelfth International Conference on Flow Dynamics (12th ICFD2015)　220-221　2015年10月
Laminar burning velocity and Markstein length of ammonia/hydrogen/air premixed flames at elevated pressures 査読有り

Akinori Ichikawa, Akihiro Hayakawa, Yuichi Kitagawa, K. D. Kunkuma Amila Somarathne, Taku Kudo, Hideaki Kobayashi

INTERNATIONAL JOURNAL OF HYDROGEN ENERGY　40　(30)　9570-9578　2015年8月

DOI： 10.1016/j.ijhydene.2015.04.024 　

ISSN：0360-3199

eISSN：1879-3487
Flame Characteristics of Ammonia/hydrogen/air Premixed Flames at Elevated Pressures 査読有り

A. Ichikawa, Y. Kitagawa, A. Hayakawa, T. Kudo, H. Kobayashi

Proceedings of the 10th Asia-Pacific Conference on Combustion　2015年7月
Estimation of 3D flame surface density and global fuel consumption rate from 2D PLIF images of turbulent premixed flame 査読有り

Meng Zhang, Jinhua Wang, Wu Jin, Zuohua Huang, Hideaki Kobayashi, Lin Ma

COMBUSTION AND FLAME　162　(5)　2087-2097　2015年5月

DOI： 10.1016/j.combustflame.2015.01.007 　

ISSN：0010-2180

eISSN：1556-2921
NO Formation/reduction Mechanisms of Ammonia/air Premixed Flames at Various Equivalence Ratios and Pressures 査読有り

A. Hayakawa, T. Goto, R.Mimoto, T. Kudo, H. Kobayashi

Mechanical Engineering Journal　2　(1)　2015年2月15日
出版者・発行元： The Japan Society of Mechanical Engineers
DOI： 10.1299/mej.14-00402 　

ISSN：2187-9745

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Ammonia is a carbon-free fuel and its application to internal combustion engines is expected. However, few studies on ammonia flames, especially at high pressures, have been carried out because ammonia has not been considered to be a fuel owing to its lower combustion intensity. Most NOx, which is formed by ammonia combustion, is considered to be the fuel NOx. The objectives of this study were to investigate the fundamental characteristics of NOx experimentally, such as NO emission and chemiluminescence of ammonia/air flames not only at the atmospheric pressure but also under high pressures and to explore NO formation/reduction mechanisms using numerical simulation. Experiments were carried out using a nozzle-type burner. NH₂ ammonia α band spectra were observed, and it was clarified that the color of ammonia flame is mainly determined by the NH₂ ammonia α band and H₂O spectra. Burned gas was sampled from ammonia flame stabilized at the burner. The mole fraction of NO decreased with the increase in equivalence ratio at atmospheric pressure. Reaction flow analysis was performed, and it was clarified that the decrease in the mole fraction of NO for rich mixtures was caused by NH_i (i = 2, 1, 0). High pressure experiments were performed using a high pressure combustion facility for stoichiometric ammonia flame. Consequently, the decrease in the mole fraction of NO was experimentally observed and its tendency was found to qualitatively agree with the results of the numerical simulation. It was clarified that the third body reaction of OH + H + M ⇔ H₂O + M plays an important role in the reduction of the mole fraction of NO at the high pressure.
Application of OH-PLIF measurements using OH(2,0) band excitations to high pressure H2/O2 jet diffusion flames

Kiyonori Takeuchi, Yoshio Nunome, Takeo Tomita, Taku Kudo, Akihiro Hayakawa, Hideaki Kobayashi

ASPACC 2015 - 10th Asia-Pacific Conference on Combustion　2015年
出版者・発行元： Combustion Institute
INTRINSIC INSTABILITY OF THREE-DIMENSIONAL PREMIXED FLAMES UNDER LOW- AND HIGH-TEMPERATURE CONDITIONS: EFFECTS OF UNBURNED-GAS TEMPERATURE ON HYDRODYNAMIC AND DIFFUSIVE-THERMAL INSTABILITIES 査読有り

Satoshi Kadowaki, Takuto Yanagioka, Wataru Yamazaki, Hideaki Kobayashi

COMBUSTION SCIENCE AND TECHNOLOGY　187　(8)　1167-1181　2015年

DOI： 10.1080/00102202.2015.1019622 　

ISSN：0010-2202

eISSN：1563-521X
Atomizing Characteristics of Water and Liquid Nitrogen Jets under High Pressure Environment

R. Watanabe, N. Hiramoto, H. Ishii, H. Kobayashi

Proceedings of the Fourteenth International Symposium on Advanced Fluid Information (AFI/TFI-2014)　16-17　2014年10月
Combustion Enhancement by Ozone Addition in Supersonic Flow

J. Kurasawa, K. Murata, T. Kudo, A. Hayakawa, H. Kobayashi

Proceedings of the Eleventh International Conference on Flow Dynamics (11th ICFD 2014)　522-523　2014年10月
Effects of Intermediate Species on Flame Instability in Turbulent Premixed Flames of Propanol Isomers at High Pressure

S. Nakajima, T. Uchida, S. Soyoshi, T. Kudo, A. Hayakawa, S. Kadowaki, H. Kobayashi

Proceedings of the Eleventh International Conference on Flow Dynamics (11th ICFD 2014)　500-501　2014年10月
Effects of Liquid Properties on Airblast Atomization in a High Pressure Environment

S. Suzuki, K. Kato, T. Kudo, S. Kato, M. Ito, M. Uchida, A. Hayakawa, H. Kobayashi

Proceedings of the Eleventh International Conference on Flow Dynamics (11th ICFD 2014)　448-449　2014年10月
Experimental and Numerical Investigations of Laminar Burning Velocity of Ammonia/air Premixed Flames

A. Hayakawa, T. Goto, R. Mimoto, T.Kudo, H. Kobayashi

Proceedings of the Eleventh International Conference on Flow Dynamics (11th ICFD 2014　226-227　2014年10月
Interaction between Incident Shock Wave and Pre-combustion Gas Injection from a Ramp Injector in Supersonic Flow

T. Yamaguchi, Y. Iwamura, T. Kudo, A. Hayakawa, H. Kobayashi

Proceedings of the Eleventh International Conference on Flow Dynamics (11th ICFD 2014)　530-531　2014年10月
OH-PLIF Measurements of GH2/GO2 Diffusion Flames Using Higher Electron Excitation Bands

K. Takeuchi, Y. Nunome, T. Tomita, T. Kudo, A. Hayakawa, H. Kobayashi

Proceedings of the Eleventh International Conference on Flow Dynamics (11th ICFD 2014)　502-503　2014年10月
The Effects of Intermediate Product on the Intrinsic Instability of Premixed Flames with High Lewis Number Reactant

S. Kadowaki, T. T. Aung, W. Yamazaki, H. Kobayashi

Proceedings of the Fourteenth International Symposium on Advanced Fluid Information (AFI/TFI-2014)　62-63　2014年10月
Effects of Ambient Pressure and Liquid Properties on Atomization Characteristics of an Airblast Atomizer 査読有り

K. Kato, S. Suzuki, T. Kudo, S. Kato, M. Itoh, M. Uchida, A. Hayakawa, H. Kobayashi

Book of Abstracts　157-158　2014年9月
高圧環境におけるプレフィルミング型気流噴射弁の噴霧特性および噴霧形成過程査読有り

加藤昂大, 鈴木聡一郎, 工藤琢, 加藤壮一郎, 伊藤光紀, 早川晃弘, 小林秀昭

学術刊行物微粒化　23　(79)　37-44　2014年7月
Flame front structure of turbulent premixed flames of syngas oxyfuel mixtures 査読有り

Meng Zhang, Jinhua Wang, Jin Wu, Zhilong Wei, Zuohua Huang, Hideaki Kobayashi

INTERNATIONAL JOURNAL OF HYDROGEN ENERGY　39　(10)　5176-5185　2014年3月

DOI： 10.1016/j.ijhydene.2014.01.038 　

ISSN：0360-3199

eISSN：1879-3487
Measurement on instantaneous flame front structure of turbulent premixed CH4/H-2/air flames 査読有り

Meng Zhang, Jinhua Wang, Yongliang Xie, Zhilong Wei, Wu Jin, Zuohua Huang, Hideaki Kobayashi

EXPERIMENTAL THERMAL AND FLUID SCIENCE　52　288-296　2014年1月

DOI： 10.1016/j.expthermflusci.2013.10.002 　

ISSN：0894-1777

eISSN：1879-2286
Characteristics of Ammonia/air Laminar Premixed Flames and NO Formation/Reduction Mechanism

H. Kobayashi, A. Hayakawa, T. Goto, R. Mimoto, T. kudo

Proceedings of the Taiwan-Japan Fuel Cell-Energy Carrier Workshop　31-32　2013年12月
アンモニアのエネルギーキャリアとしての利用技術招待有り査読有り

江口浩一, 小林秀昭

水素エネルギーシステム　38　(4)　264-271　2013年12月
Effects of Ambient Pressure on Liquid Sheet Breakup of Airblast Atomizer

K. Kato, S. Suzuki, T. Kudo, S. Kato, M. Itoh, A. Hayakawa, H. Kobayashi

Proceedings of the Tenth International Conference on Flow Dynamics　708-709　2013年11月
Interaction between Incident Shock Wave and Combustion Downstream of Ramp Injector in Supersonic Flow

Y. Iwamura, T. Yamaguchi, T. kudo, A. Hayakawa, H. Kobayashi

Proceedings of the Tenth International Conference on Flow Dynamics　626-627　2013年11月
Measurement of the instantaneous flame front structure of syngas turbulent premixed flames at high pressure 査読有り

Jinhua Wang, Meng Zhang, Zuohua Huang, Taku Kudo, Hideaki Kobayashi

COMBUSTION AND FLAME　160　(11)　2434-2441　2013年11月

DOI： 10.1016/j.combustflame.2013.06.008 　

ISSN：0010-2180
Correlation of turbulent burning velocity for syngas/air mixtures at high pressure up to 1.0MPa 査読有り

Jinhua Wang, Meng Zhang, Yongliang Xie, Zuohua Huang, Taku Kudo, Hideaki Kobayashi

Experimental Thermal and Fluid Science　50　90-96　2013年10月

DOI： 10.1016/j.expthermflusci.2013.05.008 　

ISSN：0894-1777
Numerical Study on the Intrinsic Instability of High-Temperature Premixed Flames under the Conditions of Constant Density and Constant Pressure in the Unburned Gas 査読有り

S. Kadowaki, T. Oshima, H. Kobayashi

Journal of Fluid Science and Technology　8　(3)　233-246　2013年10月
出版者・発行元： The Japan Society of Mechanical Engineers
DOI： 10.1299/jfst.8.233 　

ISSN：1880-5558

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We studied numerically the intrinsic instability of high-temperature premixed flames, where the burned-gas temperature was constant, under the conditions of constant density and constant pressure in the unburned gas. A sinusoidal disturbance with sufficiently small amplitude was superimposed on a planar flame to obtain the relation between the growth rate and wave number, i.e. the dispersion relation. As the unburned-gas temperature became higher, the growth rate increased and the unstable range widened, which was due to the increase of the burning velocity of a planar flame. In sufficiently small wave-number range, the obtained numerical results were consistent with the theoretical solutions. When the growth rate and wave number were normalized, the same dispersion relations were found under the conditions both of constant density and constant pressure in the unburned gas. The normalized growth rate decreased with an increase of the unburned-gas temperature, and the normalized unstable range narrowed. This was because that the thermal-expansion effects became weaker owing to the decrease of the difference in temperature between the burned and unburned gases. To clarify the characteristics of cellular flames induced by intrinsic instability, we superimposed a disturbance with the critical wavelength. The superimposed disturbance evolved, and a cellular-shaped flame front formed. The behavior of cellular flames became milder as the unburned-gas temperature became higher, even though the growth rate increased. The burning velocity of a cellular flame normalized by that of a planar flame decreased, which was due to the weakness of the thermal-expansion effects and diffusive-thermal effects. Moreover, the burning velocity of a cellular flame increased monotonously as the length of computational domain became larger, and the dependence of burning velocity on domain length became weaker with an increase of the unburned-gas temperature.
Flame front structure and burning velocity of turbulent premixed CH 4/H2/air flames 査読有り

Meng Zhang, Jinhua Wang, Yongliang Xie, Wu Jin, Zhilong Wei, Zuohua Huang, Hideaki Kobayashi

International Journal of Hydrogen Energy　38　(26)　11421-11428　2013年8月30日

DOI： 10.1016/j.ijhydene.2013.05.051 　

ISSN：0360-3199
乱流強化が高圧環境同軸酸素噴流拡散火炎の安定性に及ぼす影響査読有り

熊上学, 加藤裕之, 白川駿, 奥山昌紀, 鈴木拓朗, 大上泰寛, 小林秀昭

日本燃焼学会誌　55　(172)　190-201　2013年5月

DOI： 10.20619/jcombsj.55.172_190 　
Numerical study on the hydrodynamic instability of high-temperature premixed flames: Formation of three-dimensional cellular fronts

Satoshi Kadowaki, Yusuke Aoki, Wataru Yamazaki, Hideaki Kobayashi

Proceedings of the 9th Asia-Pacific Conference on Combustion, ASPACC 2013　2013年
出版者・発行元： Korean Society of Combustion
Turbulent premixed flame characteristics of a CO/H-2/O-2 mixture highly diluted with CO2 in a high-pressure environment 査読有り

Hideaki Kobayashi, Yuki Otawara, Jinhua Wang, Futoshi Matsuno, Yasuhiro Ogami, Masaki Okuyama, Taku Kudo, Satoshi Kadowaki

PROCEEDINGS OF THE COMBUSTION INSTITUTE　34　1437-1445　2013年

DOI： 10.1016/j.proci.2012.05.048 　

ISSN：1540-7489

eISSN：1873-2704
Flame front characteristics of turbulent premixed flames diluted with CO2 and H2O at high pressure and high temperature 査読有り

Jinhua Wang, Futoshi Matsuno, Masaki Okuyama, Yasuhiro Ogami, Hideaki Kobayashi, Zuohua Huang

PROCEEDINGS OF THE COMBUSTION INSTITUTE　34　1429-1436　2013年

DOI： 10.1016/j.proci.2012.06.154 　

ISSN：1540-7489
Laminar burning velocities and flame characteristics of CO-H-2-CO2-O-2 mixtures 査読有り

Jinhua Wang, Zuohua Huang, Hideaki Kobayashi, Yasuhiro Ogami

INTERNATIONAL JOURNAL OF HYDROGEN ENERGY　37　(24)　19158-19167　2012年12月

DOI： 10.1016/j.ijhydene.2012.07.103 　

ISSN：0360-3199
高圧環境における同軸酸素噴流拡散火炎の安定性に関する研究査読有り

熊上学, 加藤裕之, 白川駿, 奥山昌紀, 鈴木拓朗, 大上泰寛, 小林秀昭

日本燃焼学会誌　54　(170)　269-278　2012年11月

DOI： 10.20619/jcombsj.54.170_269 　
Atomization Characteristics of an Airblast Atomizer Operated in aHigh Pressure Environment 査読有り

S. Ishikawa, T. Kudo, H. Kobayashi, Y. Ogami, S. Kato, M. Mori

Proceedings of The Eighth KSME-JSME Thermal and Fluids Engineering Conference CD-ROM　2012年3月20日
Flame Structure and Propagation Mechanism through Meso－Scale Flow Channel Network in a Packed Bed at High Pressure 査読有り

M. Okuyama, T. Suzuki, J. Wang, Y. Ogami, H. Kobayashi

Proceedings of The Eighth KSME-JSME Thermal and Fluids Engineering Conference CD-ROM　2012年3月19日
Numerical simulation of combustion behavior in JFE hyper 21 stoker system 査読有り

Tomohiro Denda, Takashi Nakayama, Takeshi Uchiyama, Toshihiko Iwasaki, Yasuo Suzuki, Hideaki Kobayashi, Yasuhiro Ogami, Masaki Okuyama

Nihon Kikai Gakkai Ronbunshu, B Hen/Transactions of the Japan Society of Mechanical Engineers, Part B　78　(789)　1012-1016　2012年

DOI： 10.1299/kikaib.78.1012 　

ISSN：0387-5016
EXPERIMENTAL STUDY ON POLYMER PYROLYSIS IN HIGH-TEMPERATURE AIR DILUTED BY H2O AND CO2 USING STAGNATION-POINT FLOW 査読有り

Yasuhiro Ogami, Makoto Mori, Kentaro Yoshinaga, Hideaki Kobayashi

COMBUSTION SCIENCE AND TECHNOLOGY　184　(6)　735-749　2012年

DOI： 10.1080/00102202.2012.661496 　

ISSN：0010-2202
Effects of the Unburned-Gas Temperature and Lewis Number on the Intrinsic Instability of High-Temperature Premixed Flames 査読有り

Satoshi Kadowaki, Masafumi Yahata, Hideaki Kobayashi

JOURNAL OF THERMAL SCIENCE AND TECHNOLOGY　6　(3)　376-390　2011年

DOI： 10.1299/jtst.6.376 　

ISSN：1880-5566
EXPERIMENTAL STUDY ON POLYMER PYROLYSIS IN HIGH-TEMPERATURE AIR DILUTED BY H2O AND CO2 USING STAGNATION-POINT FLOW 査読有り

Yasuhiro Ogami, Makoto Mori, Kentaro Yoshinaga, Hideaki Kobayashi

PROCEEDINGS OF THE ASME/JSME 8TH THERMAL ENGINEERING JOINT CONFERENCE 2011, VOL 2　157-164　2011年
Effect of the incident shock wave interacting with transversal jet flow on the mixing and combustion 査読有り

Toru Mai, Yoshimune Sakimitsu, Hisashi Nakamura, Yasuhiro Ogami, Taku Kudo, Hideaki Kobayashi

PROCEEDINGS OF THE COMBUSTION INSTITUTE　33　2335-2342　2011年

DOI： 10.1016/j.proci.2010.07.056 　

ISSN：1540-7489
Flame structure and radiation characteristics of CO/H-2/CO2/air turbulent premixed flames at high pressure 査読有り

Yasuhisa Ichikawa, Yuki Otawara, Hideaki Kobayashi, Yasuhiro Ogami, Taku Kudo, Masaki Okuyama, Satoshi Kadowaki

PROCEEDINGS OF THE COMBUSTION INSTITUTE　33　1543-1550　2011年

DOI： 10.1016/j.proci.2010.05.068 　

ISSN：1540-7489

eISSN：1873-2704
The effects of radiation on the dynamic behavior of cellular premixed flames generated by intrinsic instability 査読有り

Satoshi Kadowaki, Hidekazu Takahashi, Hideaki Kobayashi

PROCEEDINGS OF THE COMBUSTION INSTITUTE　33　1153-1162　2011年

DOI： 10.1016/j.proci.2010.06.069 　

ISSN：1540-7489
Turbulent combustion characteristics of premixed gases in a packed pebble bed at high pressure 査読有り

Masaki Okuyama, Takuro Suzuki, Yasuhiro Ogami, Manabu Kumagami, Hideaki Kobayashi

PROCEEDINGS OF THE COMBUSTION INSTITUTE　33　1639-1646　2011年

DOI： 10.1016/j.proci.2010.05.071 　

ISSN：1540-7489
Effects of Pressure on Laminar Burning Velocity for Fuel-rich CH4/O2 Flames With Steam Dilution 査読有り

Y. Ogami, Y. Tamaki, M. kumagami, H. Kobayashi

8th Asia-Pacific Conference on Combustion , (2010)　120-120　2010年12月
Experimental Study on The Stability of Oxygen-Jet Diffusion Flames at Elevated Pressure 査読有り

H. Kato, M. Kumagami, M. Okuyama, Y. Ogami, H. Kobayash

8th Asia-Pacific Conference on Combustion , (2010)　247-247　2010年12月
Turbulent Flame Propagation for Preheated CH4/air Mixture in a Packed Pebble Bed at High Pressure 査読有り

M. Okuyama, T. Suzuki, Y. Ogami, M. Kumagami, H. Kobayashi

8th Asia-Pacific Conference on Combustion , (2010)　125-125　2010年12月
エンタピー一定条件下における高温予混合火炎の固有不安定性に関する数値シミュレーション査読有り

門脇敏, 八幡将史, 小林秀昭

日本燃焼学会誌　52　(162)　63-68　2010年11月15日

DOI： 10.20619/jcombsj.52.162_329 　
Effect of Pressure on Premixed Flame Propagation Mode in a Packed Pebble Bed Reactor

M. Okuyama, T. Suzuki, Y. Ogami, M. Kumagami, H. Kobayashi

The Seventh International Conference on Flow Dynamics (7th ICFD 2010), (2010)　638-639　2010年11月
The Tenth International Symposium on Advanced Fluid Information and Transdisciplinary Fluid Integration

S. Kadowaki, M. Yahata, H. Kobayashi

International Symposium on Advanced Fluid Information and Transdisciplinary Fluid Integration (AFI/TFI-2010), (2010)　58-59　2010年11月
Turbulent Burning Velocity and Flame Structure of CO/H2/CO2Premixed Flames in a High Pressure Environment

Y. Otawara, Y. Ichikawa, J. H. Wang, Y. Ogami, T. Kudo, M. Okuyama, H. Kobayashi

The Seventh International Conference on Flow Dynamics (7th ICFD 2010), (2010)　636-637　2010年11月
Droplet combustion in presence of airstream oscillation: Mechanisms of enhancement and hysteresis of burning rate in microgravity at elevated pressure 査読有り

Mehdi Jangi, Hideaki Kobayashi

COMBUSTION AND FLAME　157　(1)　91-105　2010年1月

DOI： 10.1016/j.combustflame.2009.06.004 　

ISSN：0010-2180
Thermal-drag and Transition from Quasi-steady to Highly-unsteady Combustion of a Fuel Droplet in the Presence of Upstream Velocity Oscillations 査読有り

Mehdi Jangi, Benjamin Shaw, Hideaki Kobayashi

FLOW TURBULENCE AND COMBUSTION　84　(1)　97-123　2010年1月

DOI： 10.1007/s10494-009-9230-2 　

ISSN：1386-6184
Numerical Analysis of Extremely-rich CH4/O-2/H2O Premixed Flames at High Pressure and High Temperature Considering Production of Higher Hydrocarbons 査読有り

Manabu Kumagami, Yasuhiro Ogami, Yuichi Tamaki, Hideaki Kobayashi

JOURNAL OF THERMAL SCIENCE AND TECHNOLOGY　5　(1)　109-123　2010年

DOI： 10.1299/jtst.5.109 　

ISSN：1880-5566
Development of an Ethanol Reduced Kinetic Mechanism Based on the Quasi-Steady State Assumption and Feasibility Evaluation for Multi-Dimensional Flame Analysis 査読有り

Masaki Okuyama, Shinichiro Hirano, Yasuhiro Ogami, Hisashi Nakamura, Yiguang Ju, Hideaki Kobayashi

JOURNAL OF THERMAL SCIENCE AND TECHNOLOGY　5　(2)　189-199　2010年

DOI： 10.1299/jtst.5.189 　

ISSN：1880-5566
A Study of Turbulent Combustion Mechanism in a Packed Pebble Bed at High Pressure

M.Okuyama, Y.Ogami, Y.Ichikawa, M.Kumagami, H.Kobayashi

Sixth International Conference on Flow Dynamis　312-313　2009年11月
Dynamics of Premixed Flames Propagating in Non-Uniform Velocity Fields:Combined Effects of Intrinsic Instability and Radiation

Satoshi Kadowaki, Hidekazu Takahashi, Hideaki kobayashil

AFI/TFI-2009　44-45　2009年11月
Estimation of Kinetic Parameters of Polymer Pyrolysis in High-Temperature Air Combustion Combining Experiment and Numerical Analysis

Makoto Mori, Kentaro Yoshinaga, Yasuhiro Ogami, Hideaki kobayashi

Sixth International Conference on Flow Dynamis　324-325　2009年11月
Microgravity Experiment and Numerical Simulation on Droplet Combustion in Varying Forced Convection at Elevated Pressure

Y.Ogami, M.Jangi, H.Kobayashi

Sixth International Conference on Flow Dynamis　572-573　2009年11月
Heat and mass transfer of a fuel droplet evaporating in oscillatory flow 査読有り

M. Jangi, H. Kobayashi

INTERNATIONAL JOURNAL OF HEAT AND FLUID FLOW　30　(4)　729-740　2009年8月

DOI： 10.1016/j.ijheatfluidflow.2009.03.012 　

ISSN：0142-727X
A Study of Interaction between Shock Wave and Cross-Flow Jet Using Particle Tracking Velocimetry 査読有り

Hisashi Nakamura, Naoki Sato, Syunsuke Ishida, Yasuhiro Ogami, Hideaki Kobayashi

TRANSACTIONS OF THE JAPAN SOCIETY FOR AERONAUTICAL AND SPACE SCIENCES　52　(176)　81-88　2009年8月

DOI： 10.2322/tjsass.52.81 　

ISSN：0549-3811
Characteristics of Flow Field Around Wall Injection Interacting with Incident Shock Wave in Supersonic Airstream 査読有り

S.Ishida, Y.Sakimitsu, H.Nakamura, Y.Ogami, T.Kudo, H.Kobayashi

7th World Conference on Experimental Heat Transfer, Fluid Mechanics and Thermodynamics　2009年6月
Recent Progress in High-Pressure Combustion Research 招待有り査読有り

Hideaki Kobayashi

7th Asia-Pacific Conference on Combustion　49-52　2009年5月27日
Generation of a Reduced Kinetic Mechanism of Ethanol and Application to 1-d and 2-d Numerical Simulations 査読有り

M.Okuyama, S.Hironao, Y.Ogami, H.Nakamura, M.Kwase,Y.Ju, H.Kobayashi

7th Asia-Pacific Conference on Combustion　2009年5月
Numerical Analysis of CH4/O2 Premixed Flames Diluted by Superheated Steam at High Pressure 査読有り

Y.Ogami, Y.Tamaki, M.Kumagami, H.Kobayashi

7th Asia-Pacific Conference on Combustion　2009年5月
Dynamic Behavior of Premixed Flames Propagating in Non-Uniform Velocity Fields-Assessment of Intrinsic Instability in Turbulent Combustion 査読有り

Satoshi Kadowaki, Hideaki Kobayashi

TRANSACTIONS OF THE JAPAN SOCIETY FOR AERONAUTICAL AND SPACE SCIENCES　51　(174)　244-251　2009年2月

DOI： 10.2322/tjsass.51.244 　

ISSN：0549-3811
Effects of radiation on the dynamic behavior of premixed flames 査読有り

S. Kadowaki, H. Kubota, H. Kobayashi

TURBULENCE, HEAT AND MASS TRANSFER 6　671-674　2009年
Bifurcations of stretched premixed flame stabilized by a hot wall 査読有り

Hisashi Nakamura, Aiwu Fan, Hideaki Minamizono, Kaoru Maruta, Hideaki Kobayashi, Takashi Niioka

PROCEEDINGS OF THE COMBUSTION INSTITUTE　32　1367-1374　2009年

DOI： 10.1016/j.proci.2008.05.045 　

ISSN：1540-7489
Characteristics of Pyrolysis and Combustion of Polymers in Stagnation-Point Flow for Preheated and Diluted Air with H2O and CO2 査読有り

Kentaro Yoshinaga, Makoto Mori, Yasuhiro Ogami, Hideaki Kobayashi

COMBUSTION SCIENCE AND TECHNOLOGY　181　(1)　159-175　2009年

DOI： 10.1080/00102200802424583 　

ISSN：0010-2202
Dilution effects of superheated water vapor on turbulent premixed flames at high pressure and high temperature 査読有り

Hideaki Kobayashi, Soichiro Yata, Yasuhisa Ichikawa, Yasuhiro Ogami

PROCEEDINGS OF THE COMBUSTION INSTITUTE　32　2607-2614　2009年

DOI： 10.1016/j.proci.2008.05.078 　

ISSN：1540-7489
Microgravity experiments of single droplet combustion in oscillatory flow at elevated pressure 査読有り

Yasuhiro Ogami, Satoru Sakurai, Syoichi Hasegawa, Mehdi Jangi, Hisashi Nakamura, Kentaro Yoshinaga, Hideaki Kobayashi

PROCEEDINGS OF THE COMBUSTION INSTITUTE　32　2171-2178　2009年

DOI： 10.1016/j.proci.2008.05.008 　

ISSN：1540-7489
On the validity of quasi-steady assumption in transient droplet combustion 査読有り

M. Jangi, S. Sakurai, Y. Ogami, H. Kobayashi

COMBUSTION AND FLAME　156　(1)　99-105　2009年1月

DOI： 10.1016/j.combustflame.2008.09.005 　

ISSN：0010-2180
Effect of the Location of an Incident Shock Wave on Combustion and Flow Field of Wall Fuel-Injection 査読有り

Hisashi Nakamura, Naoki Sato, Hideaki Kobayashi, Goro Masuya

TRANSACTIONS OF THE JAPAN SOCIETY FOR AERONAUTICAL AND SPACE SCIENCES　51　(173)　170-175　2008年11月

DOI： 10.2322/tjsass.51.170 　

ISSN：0549-3811
超音速流における噴流場の構造に及ぼす衝撃波入射位置の影響

石田俊輔, 先光吉宗, 中村寿, 大上泰寛, 工藤琢, 小林秀昭

流体科学研究所報告　19　1-10　2008年10月
出版者・発行元：東北大学流体科学研究所
ISSN：0916-2860
予混合型ガスタービン燃焼器における燃焼振動の線形一次元解析に及ぼす音響インピーダンスの影響査読有り

加藤壮一郎, 藤森俊郎, 小林秀昭

日本燃焼学会誌　50　72-80　2008年2月

DOI： 10.20619/jcombsj.50.151_72 　
Numerical Study of Radiation Effects on Polypropylene Combustion Using High-temperature Oxidizer Diluted with H2O and CO2 査読有り

Kentaro Yoshinaga, Hidaeki Kobayashi

JOURNAL OF THERMAL SCIENCE AND TECHNOLOGY　3　(2)　167-178　2008年

DOI： 10.1299/jtst.3.167 　

ISSN：1880-5566
粒子追跡速度計法を用いた壁面噴射場と衝撃波の干渉現象の研究査読有り

中村寿, 佐藤直樹, 石田俊輔, 大上泰寛, 小林秀昭

日本航空宇宙学会論文集　55　(647)　597-603　2007年11月
出版者・発行元：一般社団法人日本航空宇宙学会
DOI： 10.2322/jjsass.55.597 　

ISSN：1344-6460

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An experimental study was performed to investigate the flame-holding of hydrogen jet injected into supersonic cross-flow interacting with an incident shock wave. Pre-burned rich hydrogen or air was injected in supersonic airflow at Mach 2.5. The injection pressure was 1.2MPa or 1.6MPa. The deflection angle of the shock generator was 10 deg. Velocity profiles near the wall and those of recirculation zones around the injection slot could successfully be measured using newly-devised PTV method in this study. The velocity profiles showed that re-attachment point of separation downstream of the injection slot moves downstream when the incident shock wave is introduced to downstream of the injection slot. The re-attachment point with the incident shock wave in case of the injection pressure of 1.6MPa was not so different from that of 1.2MPa. However, extinction limit in case of the injection pressure of 1.6MPa extended than that of 1.2MPa.
Response of Single Droplet Combustion to Oscillatory Flow at Elevated Pressure in Microgravity 招待有り査読有り

Hideaki Kobayashi, Mehdi Jangi, Shoichi Hasegawa, Yasuhiro Ogami, Kentaro Yoshinaga, Hisashi Nakamura

Third International Symposium on Physical Science in Space 2007　195-196　2007年10月
Fundamental Flame Research for Further Applications of High-Temperature Air Combustion 招待有り査読有り

Hideaki Kobayashi

Proceedings of the 15th IFRF Members' Meeting, Combustion in an Efficient and Environmentally Acceptable Manner　CD-ROM　2007年6月
Effects of Location of an Incident Shock Wave on Combustion and Flow Structure of Transverse Hydrogen Injection 査読有り

Hisashi Nakamura, Naoki Sato, Hideaki Kobayashi

Proceedings of the 6th Asia-Pacific Conference on Combustion　67-70　2007年5月
Experimental and Numerical Studies of Local Burning Velocities for Two-dimensional Bunsen Flames 査読有り

Yasuhiro Ogami, Hisashi Nakamura, Hideaki Kobayashi

Proceedings of the 6th Asia-Pacific Conference on Combustion　134-137　2007年5月
衝撃波の入射位置が壁面燃料噴射場における燃焼と流れ場に及ぼす影響査読有り

中村寿, 佐藤直樹, 小林秀昭, 升谷五郎

日本航空宇宙学会論文集　55　(638)　125-129　2007年3月
出版者・発行元：一般社団法人日本航空宇宙学会
DOI： 10.2322/jjsass.55.125 　

ISSN：1344-6460

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Experimental and numerical studies of the interaction between combustion of a hydrogen jet and an incident shock wave were performed. In the case that an incident shock wave was introduced upstream of the injection slot, the boundary-layer separation region was extensively expanded. The penetration height of the Mach disk with an incident shock wave was less than that without an incident shock wave. Combustion was confirmed when the incident shock wave was introduced downstream of the fuel injection slot, while, with the incident shock wave upstream of fuel injection slot, combustion was not confirmed. The mechanism of these phenomena was discussed based on the results of numerical simulation in terms of the residence time in the separation region near the fuel injection slot.
Effects of CO2 dilution on turbulent premixed flames at high pressure and high temperature 査読有り

Hideaki Kobayashi, Hirokazu Hagiwara, Hideaki Kaneko, Yasuhiro Ogami

PROCEEDINGS OF THE COMBUSTION INSTITUTE　31　1451-1458　2007年

DOI： 10.1016/j.proci.2006.07.159 　

ISSN：1540-7489
High-pressure combustion phenomena 招待有り査読有り

Hideaki Kobayashi

PROCEEDINGS OF THE ASME/JSME THERMAL ENGINEERING SUMMER HEAT TRANSFER CONFERENCE 2007, VOL 3　893-901　2007年
Microgravity Experiments on the Effect of Air-flow Variation on Droplet Combustion at High Pressure 査読有り

Mehdi Jangi, Satoru Sakurai, Yasuhiro Ogami, Hideaki Kobayashi

Drop Tower Days 2006　45-46　2006年10月
Droplet combustion experiments in varying forced convection using microgravity environment 査読有り

M Mitsuya, H Hanai, S Sakurai, Y Ogami, H Kobayashi

INTERNATIONAL JOURNAL OF HEAT AND FLUID FLOW　26　(6)　914-921　2005年12月

DOI： 10.1016/j.ijheatfluidflow.2005.10.004 　

ISSN：0142-727X
Numerical Investigation of the Effects on Polypropylene Combustion by the Addition of Water Vapor and CO2 to High Temperature Oxidizer 査読有り

Kentaro Yashinaga, Hideaki Kobayashi

5th Asia-Pacific Conference on Combustion　2005年7月18日
Combustion of Transverse Hydrogen Injection under Interaction with Shock Wave in a Supersonic Airstream 査読有り

Hisashi Nakamura, Naoki Sato, Hideaki Kobayashi, Takashi Niioka, Goro Masuya

5th Asia-Pacific Conference on Combustion　2005年7月18日
Yasuhiro Ogami and Hideaki Kobayashi, Laminar Burning Velocity for CH4/air Premixed Flames at High Pressure and High Temperature for Various Equivalence Ratios 査読有り

Yasuhiro Ogami, Hideaki Kobayashi

5th Asia-Pacific Conference on Combustion　2005年7月18日
Numerical and experimental studies of injection modeling for supersonic flame-holding 査読有り

S Tabejamaat, H Kobayashi, T Niioka

JOURNAL OF PROPULSION AND POWER　21　(3)　504-511　2005年5月

ISSN：0748-4658
Effects of varying forced convection on single and twin droplets combustion in microgravity

Hideaki Kobayashi, Masaki Mitsuya, Hironao Hanai, Satoru Sakurai, Yasuhiro Ogami

International Astronautical Federation - 56th International Astronautical Congress 2005　1　582-590　2005年
Burning velocity correlation of methane/air turbulent premixed flames at high pressure and high temperature 査読有り

Hideaki Kobayashi, Katsuhiro Seyama, Hirokazu Hagiwara, Yasuhiro Ogami

Proceedings of the Combustion Institute　30　(1)　827-834　2005年
出版者・発行元： Elsevier Ltd
DOI： 10.1016/j.proci.2004.08.098 　

ISSN：1540-7489
The unstable behavior of cellular premixed flames induced by intrinsic instability 査読有り

Satoshi Kadowaki, Hiroshi Suzuki, Hideaki Kobayashi

Proceedings of the Combustion Institute　30　(1)　169-176　2005年
出版者・発行元： Elsevier Ltd
DOI： 10.1016/j.proci.2004.07.041 　

ISSN：1540-7489
Measurement of supersonic flow field using particle tracking velocimetry 査読有り

H Nakamura, N Sato, H Kobayashi, G Masuya

ICIASF '05 Record: 21st International Congress on Instrumentation in Aerospace Simulation Facilities　324-329　2005年
The unstable behavior of cellular premixed flames induced by intrinsic instability 査読有り

S Kadowaki, H Suzuki, H Kobayashi

PROCEEDINGS OF THE COMBUSTION INSTITUTE　30　169-176　2005年

DOI： 10.1016/j.proci.2004.07.041 　

ISSN：0082-0784
Burning velocity correlation of methane/air turbulent premixed flames at high pressure and high temperature 査読有り

H Kobayashi, K Seyama, H Hagiwara, Y Ogami

PROCEEDINGS OF THE COMBUSTION INSTITUTE　30　827-834　2005年

DOI： 10.1016/j.proci.2004.08.098 　

ISSN：0082-0784
Effect of heat release distribution on combustion oscillation 査読有り

S Kato, T Fujimori, AP Dowling, H Kobayashi

PROCEEDINGS OF THE COMBUSTION INSTITUTE　30　1799-1806　2005年

DOI： 10.1016/j.proci.2004.08.154 　

ISSN：0082-0784
非一様速度場を伝播する予混合火炎の数値解析－動的挙動に及ぼす固有不安定性の影響－査読有り

門脇敏, 鈴木洋史, 小林秀昭

日本燃焼学会誌　47　(141)　220-226　2005年
出版者・発行元：日本燃焼学会
ISSN：1347-1864
微小重力場における揮発性燃料の火炎伝播速度およびその伝播挙動査読有り

布目佳央, 吉永健太郎, 花井宏尚, 小林秀昭, 新岡嵩

日本燃焼学会誌　47　227-236　2005年
高温空気燃焼におけるメタン－空気簡略化反応機構の適用に関する研究査読有り

齋藤寛起, 大上泰寛, 小林秀昭, 新岡嵩, 毛利孝明, 穂積良和, 汐崎徹

日本燃焼学会誌　47　(140)　119-128　2005年
出版者・発行元：日本燃焼学会
ISSN：1347-1864
Experimental and numerical study of laminar burning velocity for CH4/air premixed flame at elevated pressure and temperature 査読有り

Y Ogami, H Kobayashi, M Mitsuya, H Saito, T Niioka

COMBUSTION SCIENCE AND TECHNOLOGY IN ASIA-PACIFIC AREA: TODAY AND TOMORROW　27-30　2003年
An experimental and numerical study on extinction limits of stretched diffusion flame in high-temperature air 査読有り

H Hanai, H Kobayashi, T Niioka

COMBUSTION SCIENCE AND TECHNOLOGY IN ASIA-PACIFIC AREA: TODAY AND TOMORROW　91-94　2003年
Relationship between the smallest scale of flame wrinkles and turbulence characteristics of high-pressure, high-temperature turbulent premixed flames 査読有り

H Kobayashi, T Kawahata, K Seyama, T Fujimari, JS Kim

PROCEEDINGS OF THE COMBUSTION INSTITUTE　29　1793-1800　2003年

ISSN：0082-0784
Flame propagation of n-decane spray in microgravity 査読有り

Y Nunome, S Kato, K Maruta, H Kobayashi, T Niioka

PROCEEDINGS OF THE COMBUSTION INSTITUTE　29　2621-2626　2003年

ISSN：0082-0784
流体力学的効果と拡散・熱的効果による予混合火炎の不安定挙動査読有り

門脇敏, 益子敬幸, 小林秀昭

日本燃焼学会誌　45　(133)　177-183　2003年
出版者・発行元：日本燃焼学会
ISSN：1347-1864
Microgravity experiments on flame spread of an n-decane droplet array in a high-pressure environment 査読有り

H Kobayashi, J Park, T Iwahashi, T Niioka

PROCEEDINGS OF THE COMBUSTION INSTITUTE　29　2603-2610　2003年

ISSN：0082-0784
Structures and stability of lifted combustion zones in preheated oxidizer 査読有り

JM Ruan, H Kobayashi, T Niioka, A Abuliti, F Iida

JSME INTERNATIONAL JOURNAL SERIES B-FLUIDS AND THERMAL ENGINEERING　45　(3)　499-505　2002年8月

DOI： 10.1299/jsmeb.45.499 　

ISSN：1340-8054
NOx emission from high-temperature air/methane counterflow diffusion flame 査読有り

R Fuse, H Kobayashi, YG Ju, K Maruta, T Niioka

INTERNATIONAL JOURNAL OF THERMAL SCIENCES　41　(7)　693-698　2002年7月

DOI： 10.1016/S1290-0729(02)01364-9 　

ISSN：1290-0729
Flame propagation of n-decane spray in microgravity 査読有り

Yoshio Nunome, Soichiro Kato, Kaoru Maruta, Hideaki Kobayashi, Takashi Niioka

Proceedings of the Combustion Institute　29　(2)　2621-2626　2002年
出版者・発行元： Elsevier Ltd
DOI： 10.1016/S1540-7489(02)80319-4 　

ISSN：1540-7489
混合燃料の対向流拡散火炎の消炎に関する研究査読有り

傳田知広, 丸田薫, 小林秀昭, 新岡嵩

日本燃焼学会誌　44　158-165　2002年
高温・高圧下におけるH2/O2/He予混合火炎の層流燃焼速度に関する研究査読有り

大上泰寛, 小林秀昭

日本燃焼学会誌　44　(127)　58-66　2002年
出版者・発行元：日本燃焼学会
ISSN：1347-1864
Combined effects of nongray radiation and pressure on premixed CH4/O-2/CO2 flames 査読有り

JM Ruan, H Kobayashi, T Niioka, YG Ju

COMBUSTION AND FLAME　124　(1-2)　225-230　2001年1月

DOI： 10.1016/S0010-2180(00)00198-X 　

ISSN：0010-2180
Measurement and analysis of flame surface density for turbulent premixed combustion on a nozzle-type burner 査読有り

GG Lee, KY Huh, H Kobayashi

COMBUSTION AND FLAME　122　(1-2)　43-57　2000年7月

DOI： 10.1016/S0010-2180(00)00102-4 　

ISSN：0010-2180

eISSN：1556-2921
Laminar burning velocity of hydrogen-air premixed flames at elevated pressure 査読有り

Qin, X, H Kobayashi, T Niioka

EXPERIMENTAL THERMAL AND FLUID SCIENCE　21　(1-3)　58-63　2000年3月

DOI： 10.1016/S0894-1777(99)00054-0 　

ISSN：0894-1777
A numerical study of pulsating flame propagation in mixtures of gas and particles 査読有り

Hironao Hanai, Hideaki Kobayashi, Takashi Niioka

Proceedings of the Combustion Institute　28　(1)　815-822　2000年
出版者・発行元： Elsevier Ltd
DOI： 10.1016/S0082-0784(00)80285-4 　

ISSN：1540-7489
Microgravity ignition experiment on a droplet array in high-temperature low-speed airflow 査読有り

H Nohara, K Maruta, S Hasegawa, H Kobayashi, T Niioka

COMBUSTION SCIENCE AND TECHNOLOGY　153　169-178　2000年

DOI： 10.1080/00102200008947258 　

ISSN：0010-2202
微速空気流中における液滴・液滴列の着火に関する研究査読有り

渡辺秀人, 丸田薫, 長谷川進, 小林秀昭, 新岡嵩

日本マイクログラビティー応用学会誌　17　169-202　2000年
A numerical study of pulsating flame propagation in mixtures of gas and particles 査読有り

H Hanai, H Kobayashi, T Niioka

PROCEEDINGS OF THE COMBUSTION INSTITUTE　28　815-822　2000年

ISSN：0082-0784
Flame instability effects on the smallest wrinkling scale and burning velocity of high-pressure turbulent premixed flames 査読有り

H Kobayashi, H Kawazoe

PROCEEDINGS OF THE COMBUSTION INSTITUTE　28　375-382　2000年

ISSN：0082-0784
Flame spread behaviour of blended fuel droplet array 査読有り

J Park, H Kobayashi, T Niioka

INTERNATIONAL JOURNAL OF ENERGY RESEARCH　23　(15)　1305-1312　1999年12月

DOI： 10.1002/(SICI)1099-114X(199912)23:15<1305::AID-ER554>3.0.CO;2-F 　

ISSN：0363-907X
A lean flammability limit of polymethylmethacrylate particle-cloud in microgravity 査読有り

H Hanai, M Ueki, K Maruta, H Kobayashi, S Hasegawa, T Niioka

COMBUSTION AND FLAME　118　(3)　359-369　1999年8月

DOI： 10.1016/S0010-2180(99)00003-6 　

ISSN：0010-2180
A study of flame spread along a droplet array at elevated pressures up to a supercritical pressure 査読有り

J Park, H Kobayashi, T Niioka

INTERNATIONAL JOURNAL OF ENERGY RESEARCH　23　(9)　813-826　1999年7月

DOI： 10.1002/(SICI)1099-114X(199907)23:9<813::AID-ER521>3.0.CO;2-J 　

ISSN：0363-907X
LIF measurements of Turbulent Premixed Flames in a High Pressure Environment

Hideaki Kobayashi, Yasuo Oyachi, Kaoru Maruta

5th ASME/JSME Joint Thermal Engineering Conference　AJTE99-6480　1999年3月
Experimental and numerical study of flame ball IR and UV emissions 査読有り

M Abid, MS Wu, JB Liu, PD Ronney, M Ueki, K Maruta, H Kobayasiii, T Niioka, DM Vanzandt

COMBUSTION AND FLAME　116　(3)　348-359　1999年2月

DOI： 10.1016/S0010-2180(98)00103-5 　

ISSN：0010-2180
CH4/O2/CO2予混合火炎の層流燃焼速度に関する研究査読有り

小林秀昭

日本機械学会論文集(B編)　65　(635)　2513-2518　1999年
出版者・発行元：一般社団法人日本機械学会
DOI： 10.1299/kikaib.65.2513 　

ISSN：0387-5016

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Experimental and numerical investigations were performed for the Iaminar burning velocity and the flame structure of laminar premixed CH_4/O_2/CO_2 flames. Measurements of the laminar burning velocity were conducted by using a flame cone angle method for a circular nozzle burner. Numerical simulation was performed using one-dimensional plane flame code including radiation heat loss with an optically thin model. It was shown that the laminar burning velocity decrease with CO_2 addition even though the adiabatic flame temperature is the same as that for CH_4/Air flames. The radiation heat loss is significant for the CH_4/O_2/CO_2 flames, and the flame temperature and laminar burning velocity decreases when the radiation heat loss is considered. Effects of thermal properties, radiation, and chemical reaction on the determination of the laminar burning velocity of CH_4/O_2/CO_2 flames were discussed.
Experiments on flame spread of a fuel droplet array in a high-pressure ambience 査読有り

S Kato, H Mizuno, H Kobayashi, T Niioka

JSME INTERNATIONAL JOURNAL SERIES B-FLUIDS AND THERMAL ENGINEERING　41　(2)　322-330　1998年5月

DOI： 10.1299/jsmeb.41.322 　

ISSN：1340-8054
Experiment on Flame Spread of a Fuel Droplet Array in Opposed Airflow 査読有り

KOBAYASHI Hideaki

Space Forum　4　33-48　1998年
Experimental study on general correlation of turbulent burning velocity at high pressure

H Kobayashi, Y Kawabata, K Maruta

TWENTY-SEVENTH SYMPOSIUM (INTERNATIONAL) ON COMBUSTION, VOLS 1 AND 2　941-948　1998年
Pulsating flame propagation of PMMA particle cloud in microgravity

H Hanai, K Maruta, H Kobayashi, T Niioka

TWENTY-SEVENTH SYMPOSIUM (INTERNATIONAL) ON COMBUSTION, VOLS 1 AND 2　2675-2681　1998年
衝撃波入射によるストラット後流の保炎に対する噴射燃料予混合化の影響査読有り

小林秀昭

日本航空宇宙学会論文集　45　(516)　36-45　1997年
出版者・発行元：日本航空宇宙学会
DOI： 10.2322/jjsass1969.45.36 　

ISSN：0021-4663
Turbulence measurements and observations of turbulent premixed flames at elevated pressures up to 3.0 MPa 査読有り

H Kobayashi, T Nakashima, T Tamura, K Maruta, T Niioka

COMBUSTION AND FLAME　108　(1-2)　104-117　1997年1月

DOI： 10.1016/S0010-2180(96)00103-4 　

ISSN：0010-2180
スクラムジェット用二分割ストラットの保炎性能向上査読有り

小林秀昭

日本航空宇宙学会誌　44　(505)　80-86　1996年
出版者・発行元：日本航空宇宙学会
DOI： 10.2322/jjsass1969.44.80 　

ISSN：0021-4663
Burning velocity of turbulent premixed flames in a high-pressure environment

H Kobayashi, T Tamura, K Maruta, T Niioka, FA Williams

TWENTY-SIXTH SYMPOSIUM (INTERNATIONAL) ON COMBUSTION, VOLS 1 AND 2　389-396　1996年

DOI： 10.1016/S0082-0784(96)80240-2 　
An experimental study on particle-cloud flames in a microgravity field

Y Okuyama, Y Ohtomo, K Maruta, H Kobayashi, T Niioka

TWENTY-SIXTH SYMPOSIUM (INTERNATIONAL) ON COMBUSTION, VOLS 1 AND 2　1369-1375　1996年

DOI： 10.1016/S0082-0784(96)80356-0 　
Ignition experiment on droplet matrix in microgravity 査読有り

T Kadowaki, K Maruta, H Kobayashi, S Hasegawa, T Niioka

MICROGRAVITY SCIENCE AND TECHNOLOGY　9　(4)　269-274　1996年

ISSN：0938-0108
Flame-Holding Mechanism of a Newly Devised Strut for the Scramjet Engine 査読有り

KOBAYASHI Hideaki

Propulsion and Power　38　117　1995年
メタンにモノシランを添加した場合のステップ下流における保炎査読有り

小林秀昭

燃焼の科学と技術　1　275　1994年
Ignition experiment of a fuel droplet in high-pressure high-temperature ambient 査読有り

Ryota Nakanishi, Hideaki Kobayashi, Shinichiro Kato, Takashi Niioka

Symposium (International) on Combustion　25　(1)　447-453　1994年

DOI： 10.1016/S0082-0784(06)80673-9 　

ISSN：0082-0784
Ignition Experiments on Droplet Array in Normal and Microgravity Environments 査読有り

KOBAYASHI Hideaki

IUTAM Symp. on Combust. Droplets and Sprays　367　1994年
Flame propagation experiment of PMMA particle cloud in a microgravity environment 査読有り

Hideaki Kobayashi, Naomichi Ono, Yozo Okuyama, Takashi Nioka

Symposium (International) on Combustion　25　(1)　1693-1699　1994年

DOI： 10.1016/S0082-0784(06)80817-9 　

ISSN：0082-0784
EFFECTS OF EQUIVALENCE RATIO ON THE EXTINCTION STRETCH RATE OF CYLINDRICAL PREMIXED FLAMES 査読有り

H KOBAYASHI, M KITANO

COMBUSTION SCIENCE AND TECHNOLOGY　89　(1-4)　253-263　1993年

ISSN：0010-2202

eISSN：1563-521X
Ignition Experiment of a Blended-Fuel Droplet in a Microgravity Field 査読有り

KOBAYASHI Hideaki

Microgravity Science and Technology　3,184　1993年
空気泡の吹き込みによる液体燃料の蒸発・混合促進と燃焼査読有り

小林秀昭

日本機械学会論文集(B編)　59　(568)　3974-3974　1993年

DOI： 10.1299/kikaib.59.3974 　
FLOW-FIELDS AND EXTINCTION OF STRETCHED CYLINDRICAL PREMIXED FLAMES 査読有り

H KOBAYASHI, M KITANO

COMBUSTION SCIENCE AND TECHNOLOGY　75　(4-6)　227-239　1991年

DOI： 10.1080/00102209108924090 　

ISSN：0010-2202
対向流双子火炎の流れ場と消炎に及ぼすノズル型バーナの寸法効果査読有り

小林秀昭

日本機械学会論文集(B編)　57　(535)　535-1146　1991年
出版者・発行元： The Japan Society of Mechanical Engineers
DOI： 10.1299/kikaib.57.1141 　

ISSN：0387-5016

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The flow fields of a counterflow nozzle burner and counterflow twin flames for propane-air mixture stabilized with that burner were measured using LDV. The effects of the burner dimension, i.e., the outlet diameter of two opposed contraction nozzles and the distance between them, on the velocity profiles and extinction limits of the twin flames were examined. Results show that the effects of burner dimension on the extinction limit do not appear when the velocity gradient upstream of the front edge of preheating zone is used as a flow parameter and that the ratio of nozzle distance to nozzle outlet diameter is the main factor determining the dimensional effects on the flow characteristics. It is also shown that the flame stretch rate of the twin flames defined at the stagnation plane is about two times as large as that defined at the cold boundary of the flame.
SOOTING LIMIT OF A DROPLET FLAME 査読有り

M KITANO, H KOBAYASHI, T SUGIMOTO

COMBUSTION SCIENCE AND TECHNOLOGY　78　(1-3)　19-31　1991年

ISSN：0010-2202
EXTINCTION CHARACTERISTICS OF A STRETCHED CYLINDRICAL PREMIXED FLAME 査読有り

H KOBAYASHI, M KITANO

COMBUSTION AND FLAME　76　(3-4)　285-295　1989年6月

ISSN：0010-2180
A STUDY OF CYLINDRICAL PREMIXED FLAMES WITH HEAT-LOSS 査読有り

M KITANO, H KOBAYASHI, Y OTSUKA

COMBUSTION AND FLAME　76　(1)　89-105　1989年4月

DOI： 10.1016/0010-2180(89)90080-1 　

ISSN：0010-2180
二重拡散炎のすす限界査読有り

小林秀昭

日本機械学会論文集(B編)　55　(515)　1979-1984　1989年
出版者・発行元： The Japan Society of Mechanical Engineers
DOI： 10.1299/kikaib.55.1979 　

ISSN：0387-5016

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Inside a coaxial flow diffusion flame of the ordinary type (fuel ejection into an air atmosphere), another diffusion flame of the reverse type (air ejection into a fuel atmosphere) was formed. The sooting limits of this double diffusion flame were measured for propane with three different types of burners, and the effect of several factors, such as the amount of inner air, flame-to-flame distance, thermal condition between the two flames, and flow stretch, were investigated. On the basis of the results, the effectiveness of making use of the double flame in the suppression of soot emission from diffusion flames of the coaxial flow type was discussed. The main findings were : (1) The double flame condition suppressed soot emission more effectively. (2) The sooting limit was controlled by the outer flame temperature, and therefore, adjusting the factors so as to increase this temperature may lead to much stronger soot suppression.
AN ANALYSIS OF A STRETCHED CYLINDRICAL PREMIXED FLAME 査読有り

H KOBAYASHI, M KITANO, Y OTSUKA

COMBUSTION SCIENCE AND TECHNOLOGY　57　(1-3)　17-36　1988年

DOI： 10.1080/00102208808923941 　

ISSN：0010-2202
Flame Length and Soot Limit of Coflow Diffusion Flames under Interference Conditions

Michio Kitano, Hideaki Kobayashi, Yutaka Ohbuchi

The Technology Reports of the Tohoku University　57　(1)　1987年9月
伸長する円筒状予混合炎の消炎に関する研究査読有り

小林秀昭

日本機械学会論文集(B編)　52　(483)　3811-3817　1986年
出版者・発行元： The Japan Society of Mechanical Engineers
DOI： 10.1299/kikaib.52.3811 　

ISSN：0387-5016

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For the basic investigation of a premixed flame subjected to the effects of both flame stretch and flame curvature, we took up the stretched cylindrical flame formed inside the porous cylinder when the mixture was ejected uniformly from the inner wall surface of it. With methane/air and propane/air mixtures, flame behavior observations and measurements of extinction limit and flame diameter were made for these flames, and the effects of flame stretch and flame curvature were discussed, including those of heat loss to the burner wall, buoyancy, and Lewis numbers of reactants. Theoretical analysis was also made and extinction limits of the cylindrical flame and counter-flow twin flames, which have no flame curvature effects, were calculated and compared. The results showed that the curvature of the cylindrical flame propagating outward weakness resistibility to the flame extinction due to stretch.

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MISC 74

適度に高圧のガスタービン様燃焼器における気体水素と共燃焼した液体Ammonia及び気体Ammonia火炎の排出特性【JST・京大機械翻訳】

SOMARATHNE Kapuruge Don Kunkuma Amila, YAMASHITA Hirofumi, COLSON Sophie, HAYAKAWA Akihiro, KUDO Taku, KOBAYASHI Hideaki

Proceedings. International Conference on Flow Dynamics (CD-ROM)　19th　2022年
旋回流中のアンモニア/空気予混合火炎の安定化における過剰エンタルピーの役割に関する研究

COLSON Sophie, SOMARATHNE Kapuruge Don Kunkuma Amila, SUGAWARA Daiki, HAYAKAWA Akihiro, KOBAYASHI Hideaki

燃焼シンポジウム講演論文集(CD-ROM)　59th　2021年
高圧での液体アンモニア/水素/空気共燃焼におけるアンモニア燃料分率の影響に関する数値研究

SOMARATHNE Kapuruge Don Kunkuma Amila, COLSON Sophie, HAYAKAWA Akihiro, KOBAYASHI Hideaki

燃焼シンポジウム講演論文集(CD-ROM)　59th　2021年
種々の周囲圧力での中空円錐ノズルを用いた液体Ammonia噴霧特性【JST・京大機械翻訳】

SOMARATHNE Kapuruge Don Kunkuma Amila, YAMASHITA Hirofumi, YAMASHITA Hirofumi, COLSON Sophie, HAYAKAWA Akihiro, KOBAYASHI Hideaki.

Proceedings. International Conference on Flow Dynamics (CD-ROM)　18th　2021年
ガスタービン様燃焼器における液体アンモニア噴霧燃焼の可能性に関する数値研究

SOMARATHNE Kapuruge Don Kunkuma Amila, HAYAKAWA Akihiro, KOBAYASHI Hideaki

燃焼シンポジウム講演論文集(CD-ROM)　58th　2020年
ガスタービン用アンモニア液噴燃焼の試み

倉田修, OKAFOR Ekenechukwu Chijioke, 山下裕史, 山下裕史, 壹岐典彦, 辻村拓, 内田正宏, 伊藤慎太朗, 須田俊之, 早川晃弘, 小林秀昭

燃焼シンポジウム講演論文集(CD-ROM)　58th　2020年
カーボンフリーエネルギーキャリア利用における科学と技術

小林秀昭, 橋本望, 小原拓, 内一哲哉, 高木敏行, 丸田薫, 中村寿, 早川晃弘, 渡邉豊

東北大学流体科学研究所共同利用・共同研究拠点流体科学国際研究教育拠点活動報告書　2017　199‐200　2019年2月
NO排出特性に対するCH₄/空気渦流火炎へのNH₃添加の影響

SOMARATHNE Kapuruge Don Kunkuma Amila, HAYAKAWA Akihiro, KOBAYASHI Hideaki

燃焼シンポジウム講演論文集(CD-ROM)　57th　2019年
アンモニア専焼マイクロガスタービン燃焼器における未燃アンモニア発生量と燃焼器入口温度の関係

倉田修, 壹岐典彦, 井上貴博, 松沼孝幸, 辻村拓, 古谷博秀, 河野雅人, 新井啓介, OKAFOR Ekenechukwu Chijioke, 早川晃弘, 小林秀昭

日本機械学会動力・エネルギー技術シンポジウム講演論文集(CD-ROM)　24th　2019年

ISSN： 2424-2950
ガスタービン様燃焼器のアンモニア/空気旋回火炎の排出特性に及ぼす壁熱伝達の影響

SOMARATHNE Kapuruge Don Kunkuma Amila, HAYAKAWA Akihiro, KOBAYASHI Hideaki

Proceedings. International Conference on Flow Dynamics (CD-ROM)　15th　2018年
アンモニア/空気非予混合旋回流火炎の放出特性に対するガスタービン様の燃焼器の器壁消炎効果

SOMARATHNE Kapuruge Don Kunkuma Amila, HAYAKAWA Akihiro, KOBAYASHI Hideaki

燃焼シンポジウム講演論文集　56th　2018年
アンモニア燃焼用低NOx Rich-leanガスタービン燃焼器の研究開発

倉田修, 壹岐典彦, 井上貴博, 辻村拓, 古谷博秀, 河野雅人, 新井啓介, Ekenechukwu Chijioke Okafor, 早川晃弘, 小林秀昭

燃焼シンポジウム講演論文集　56th　2018年
アンモニア燃焼ガスタービンにおける低NOx Rich-lean燃焼器の研究開発

壹岐典彦, 倉田修, 井上貴博, 松沼孝幸, 辻村拓, 古谷博秀, 河野雅人, 新井啓介, OKAFOR Ekenechukwu Chijioke, 早川晃弘, 小林秀昭

日本ガスタービン学会定期講演会講演論文集(CD-ROM)　46th　2018年

ISSN： 2432-6739
超音速流におけるパイロン付きキャビティー保炎器に関する研究

村田光, 山口達也, 市川太郎, 工藤琢, 早川晃弘, 小林秀昭

宇宙科学技術連合講演会講演集　60　5p　2016年9月6日
出版者・発行元：日本航空宇宙学会
ISSN： 1884-1945
F134 メタン/アンモニア/空気予混合気の層流燃焼特性に関する研究(OS-03:革新的技術のための燃焼研究(1))

市川昌紀, 北川雄一, 工藤琢, 早川晃弘, 小林秀昭

熱工学コンファレンス講演論文集　2015　"F134-1"-"F134-2"　2015年10月23日
出版者・発行元：一般社団法人日本機械学会

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Hydrocarbon-ammonia combustion is a potential phase-in of CO_2 reduction for large scale energy systems. In this study, chemiluminescence spectrum of flame, laminar burning velocity and exhaust gas of methane/ammonia/air premixed flames were investigated varying with ammonia concentration in fuel. NH_2 α band spectrum was observed and flames became orange with the increase in the amount of ammonia in fuel. The laminar burning velocity decreased with the increase in ammonia in fuel. CO concentration in burned gas decreased with the increase in ammonia in fuel. NO concentration rapidly increased when ammonia ratio increased from 0 % to 5 %, then NO concentration gradually changes when ammonia ratio increased furthermore.
I125 水素添加アンモニア/空気予混合火炎の燃焼特性に関する研究

北川雄一, 市川昌紀, 工藤琢, 早川晃弘, 小林秀昭

熱工学コンファレンス講演論文集　2014　"I125-1"-"I125-2"　2014年11月8日
出版者・発行元：一般社団法人日本機械学会

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Ammonia is expected as a hydrogen energy carrier and a carbon-free fuel. Because the combustion intensity of ammonia is weaker than that of hydrocarbon fuels, improvement of combustion intensity is required. In this study, combustion characteristics of ammonia/hydrogen/air flames were investigated using a constant volume combustion chamber and a nozzle-type burner. The laminar burning velocity monotonically increases with hydrogen addition. The Markstein length varies non-monotonically with hydrogen addition. The scale of turbulent flame front wrinkles of smaller hydrogen concentration flames are larger than that of higher ones because of thicker flame thickness of smaller hydrogen concentration flame.
G0610306 球状に伝播するアンモニア空気予混合火炎の層流燃焼特性([G061-03]熱工学部門一般セッション(3)燃焼)

三本連太郎, 早川晃弘, 後藤貴司, 工藤琢, 小林秀昭

年次大会 : Mechanical Engineering Congress, Japan　2014　"G0610306-1"-"G0610306-5"　2014年9月7日
出版者・発行元：一般社団法人日本機械学会

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Ammonia is expected to be not only as a hydrogen energy carrier but also as a carbon-free fuel. However, few studies of ammonia flame have been studied because of its lower combustion intensities. In this study, laminar burning velocity and Markstein length of ammonia/air premixed flames were experimentally evaluated from spherically propagating laminar flames. Equivalence ratios were varied from 0.7 to 1.3 and initial mixture pressure was set to 0.1 MPa. Spherically propagating laminar flames in a constant volume combustion chamber were observed by Schlieren photography with a high-speed camera. As a result, unstretched laminar burning velocities obtained in this study were slower than 8 cm/s for all examined equivalence ratios. The Markstein length increased with the increase in equivalence ratio. At the conditions of equivalence ratio of 0.8 and 0.9, Markstein lengths were negative. The numerical simulation using CHEMKIN-PRO with detailed reaction mechanisms were also performed. The reaction mechanisms must be improved in order to predict the unstretched laminar burning velocity of ammonia/air premixed flames.
A223 高圧環境におけるプロパノール異性体乱流予混合火炎の構造に関する研究(OS-1:火災安全・燃焼(5))

内田朋洋, 宗吉俊吾, 工藤琢, 早川晃弘, 小林秀昭, 門脇敏

熱工学コンファレンス講演論文集　2013　311-312　2013年10月18日
出版者・発行元：一般社団法人日本機械学会

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For practical application of high carbon number biofuel, experiments of propanol isomers and propane turbulent premixed flame using OH-PLIF measurement were performed in a high pressure environment. The local flame surface density, Σ_<local>, for each fuel was analyzed from instantaneous turbulent flame images of cross-section. The results of Σ_<local> analysis indicated differences of intrinsic flame instability for 1-propanol, 2-propanol and propane. In addition, numerical simulations of propanol and propane laminar premixed flames using CHEMKIM-PRO were carried out to clarify the relationship between chemical reaction and flame instability. It was presumed that turbulent flame structure is affected by the diffusive thermal effects related to concentrations of the intermediate species, C_2H_2 and C_2H_4, depending of fuels and differences in dissociation reaction pathway.
110 高圧環境における燃料改質ガス乱流予混合火炎の構造に及ぼす水素濃度の影響(熱工学I,一般講演)

佐藤亮太, 松野太, 工藤琢, 小林秀昭

講演論文集　2013　(48)　24-25　2013年3月15日
出版者・発行元：一般社団法人日本機械学会
C134 高圧環境における同軸酸素噴流拡散火炎の安定化機構(OS-5: これからの燃焼研究(3))

白川駿, 熊上学, 工藤琢, 小林秀昭

熱工学コンファレンス講演論文集　2012　93-94　2012年11月16日
出版者・発行元：一般社団法人日本機械学会

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To clarify the stabilization mechanism of coaxial oxygen-jet diffusion flames, experiments on the measurement of flame base position and stream lines near the burner lip were performed. It was found that, at high pressure, flame base located in the recirculation zone near the lip, while, at atmospheric pressure, it located downstream of the recirculation zone. This means that the stabilization of the flame base at high pressure is dominated by the existence of the recirculation zone and that at atmospheric pressure is determined by the balance between the local gas velocity and burning velocity of the premixed gas formed by diffusion. Therefore, the stabilization mechanism changes depending on the ambient pressure.
0516 高温予混合火炎の数値解析 : 固有不安定性に及ぼす未燃ガス温度とルイス数の影響(OS03-3 熱・流体の可視化と計測,オーガナイズドセッション 3:「熱・流体の可視化と計測」)

大島卓也, 小林秀昭, 門脇敏

講演論文集　2012　(49)　51601-51602　2012年3月1日
出版者・発行元：一般社団法人日本機械学会
F122 高圧下における石炭改質模擬ガスの純酸素乱流燃焼特性に関する研究(OS-9:燃焼の最近の進展(3))

Wang Jinhua, 大田原佑樹, 松野太, 小林秀昭, 大上泰寛, 工藤琢, 奥山昌紀

熱工学コンファレンス講演論文集　2011　135-136　2011年10月28日
出版者・発行元：一般社団法人日本機械学会

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An experimental study of turbulent premixed flames for the CO-H_2-CO_2-O_2 mixtures as a model of syngas oxyfuel combustion was investigated at high pressure. Results showed that the flame front structure of CO-H_2 flames is much fine and have smaller scale compared to CH_4-air flame. The CO-H_2 flames with narrow heat release region tend to be combustion oscillation at premixed-type gas turbine combustor. The bending of S_T/S_L with u'/S_L is not observed for CO-H_2-CO_2-air flames, while, it was observed for other flames and this would be due to the wrinkle of the flame front by turbulence was limited by the flame intrinsic instability.
F121 高温高圧下におけるエタノール予混合火炎の燃焼メカニズムに関する研究(OS-9:燃焼の最近の進展(3))

大上泰寛, 小関雅人, 奥山昌紀, 鈴木拓朗, 小林秀昭

熱工学コンファレンス講演論文集　2011　133-134　2011年10月28日
出版者・発行元：一般社団法人日本機械学会

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Laminar burning velocities for ethanol/air premixed flames were measured in elevated pressure and elevated temperature conditions by using the local angle method which employs particle tracking velocimetry (PTV) to Bunsen flames. Experimental data of laminar burning velocities were compared with numerical results calculated using detailed chemical reaction mechanisms for ethanol oxidation, i.e., the mechanism by Marinov and the mechanism by Saxena and Williams, and the validation of the existing chemical reaction mechanisms was performed under high pressure and high temperature conditions.
311 エンタルピー一定条件下における高温予混合火炎の数値解析:固有不安定性に関するルイス数の効果(OS5-3熱流体の可視化と計測)

八幡将史, 小林秀昭, 門脇敏

講演論文集　2011　(48)　93-94　2011年3月1日
出版者・発行元：一般社団法人日本機械学会
高圧下における石炭改質模擬ガスを燃料とするCO/H₂/CO₂/air乱流予混合火炎に関する研究

市川泰久, 大田原佑樹, 奥山昌紀, 工藤琢, 大上泰寛, 小林秀昭, 門脇敏

燃焼シンポジウム講演論文集　48th　80-81　2010年11月20日
エンタルピー一定条件下における高温予混合火炎の固有不安定性に関する数値シミュレーション

門脇敏, 八幡将史, 小林秀昭

日本燃焼学会誌 = Journal of the Combustion Society of Japan　52　(162)　329-334　2010年11月15日
出版者・発行元：日本燃焼学会
ISSN： 1347-1864
E132 高圧,高当量比条件下におけるCH_4/O_2/H_2O予混合火炎の燃焼反応メカニズムに関する研究(OS-12:次世代の燃焼技術(III))

大上泰寛, 熊上学, 小林秀昭

熱工学コンファレンス講演論文集　2010　137-138　2010年10月29日
出版者・発行元：一般社団法人日本機械学会

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Measurements of laminar burning velocities for CH_4/O_2/H_2O premixed flames were conducted under fuel-rich and high-pressure conditions using a Bunsen-type flame. Experimental data of laminar burning velocities were compared with numerical results calculated using detailed chemical reaction mechanisms, and the verification for the feasibility of the reaction mechanisms was performed under specific conditions such as high equivalence ratio, high pressure, and high steam dilution. Sensitivity analysis and reaction pathway analysis were also conducted, and the effects of steam dilution and fuel-rich conditions on chemical reactions for CH_4 oxidation were investigated.
E131 高温予混合火炎の固有不安定性に及ぼすルイス数の効果(OS-12:次世代の燃焼技術(III))

八幡将史, 小林秀昭, 門脇敏

熱工学コンファレンス講演論文集　2010　135-136　2010年10月29日
出版者・発行元：一般社団法人日本機械学会

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This paper treated high-temperature premixed flames to study the effects of the Lewis number on intrinsic instability under the constant-enthalpy conditions. The growth rate increased as the unburned-gas temperature became higher, which was due to the increase in burning velocity of a planar flame. In addition, the unstable range widened and the maximum growth rate increased as the Lewis number became lower, which was due to the diffusive-thermal effects. To elucidate the characteristics of cellular flames induced by intrinsic instability, a disturbance with the critical wave number was superimposed. The superimposed disturbance evolved, and then a cellular flame front formed. When the unburned-gas temperature was high, the behavior of cellular flames was mild. This was because that the difference in temperature between burned and unburned gases decreased.
1204 非一様速度場を伝播する予混合火炎のダイナミクスに及ぼす固有不安定性と放射の複合効果(OS6-1 熱流体の可視化と計測1,オーガナイズドセッション:6)

高橋秀和, 門脇敏, 小林秀昭

講演論文集　2010　(47)　441-442　2010年3月5日
出版者・発行元：一般社団法人日本機械学会
E112 高圧環境におけるCO/H_2/CO_2/air乱流予混合火炎の構造に関する研究(OS-12:次世代の燃焼技術(I))

小林秀昭, 市川泰久, 大田原祐樹, 大上泰寛, 工藤琢, 奥山昌紀, 門脇敏

熱工学コンファレンス講演論文集　2010　(0)　121-122　2010年
出版者・発行元：一般社団法人日本機械学会

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Experimental study of turbulent premixed flames for CO/H_2/CO_2/air mixture as a model of coal gasification syngas in a high pressure environment was performed up to 1.0 MPa. Flame structure and turbulent burning velocity were analyzed using OH-PLIF images. Results showed that very fine cusps were seen for CO/H_2/CO_2/air flames, these small cusps being generated on a large scale wrinkled flame front even for low u'/SL. Flame surface density of CO/H_2/CO_2/air flames was higher than that of CH_4/air flames, while the mean volume of the turbulent flame region was smaller.
高温高圧下におけるCO₂およびH₂O希釈乱流予混合火災の局所曲率と幾何学的構造に関する研究

市川泰久, 矢田創一郎, 大上泰寛, 小林秀昭

燃焼シンポジウム講演論文集　47th　50-51　2009年11月18日
ペブル充填層における高圧乱流燃焼メカニズムに関する研究

奥山昌紀, 大上泰寛, 市川泰久, 熊上学, 小林秀昭

燃焼シンポジウム講演論文集　47th　424-425　2009年11月18日
A133 高圧下変動速度場における液滴燃焼速度定数増大のメカニズムについて(燃焼科学と技術の新展開III)

Jansi Mehdi, 大上泰寛, 小林秀昭

熱工学コンファレンス講演論文集　2009　21-22　2009年11月6日
出版者・発行元：一般社団法人日本機械学会

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The mechanism of burning rate enhancement for a single droplet flame in varying forced convection at high pressure previously found in our microgravity experiments was numerically investigated. The excellent agreement on the unsteady behavior of droplet combustion between experimental results and numerical ones were obtained. It was shown that a toroidal vortex formed downstream of the droplet at high pressure pushes back the flame in the wake region and heats the droplet, and thus enlarges evaporation rate of the droplet, as well as in the stagnation region upstream of the droplet.
エタノール簡略化反応機構による2次元予混合/拡散火炎の数値計算(反応・多相系燃焼・反応(2),一般講演)

奥山昌紀, 平野慎一郎, 川瀬雅大, 大上泰寛, 中村寿, 小林秀昭

日本流体力学会年会講演論文集　2009　88-88　2009年
出版者・発行元：日本流体力学会

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Numerical simulations of ethanol combustion with a reduced kinetic mechanism were performed for two-dimensional Bunsen flames and diffusion flames. A reduced kinetic mechanism was generated based on the quasi-steady-state assumption (QSSA) using the Computational Singular Perturbation (CSP) method and its validity and the application range were tested using one-dimensional premixed flame calculations prior to the 2-D simulations. Numerical results, i.e., temperature, chemical species profiles of the detailed mechanism and reduced kinetic mechanism were in good agreement for both 2-D Bunsen and diffusion flame, which showed the validity of the reduced kinetic mechanism of the present study. Bunsen flame calculations showed the large reduction of calculation cost when the reduced mechanism was used. Two-dimensional diffusion flame calculations also showed the advantage of a reduced kinetic mechanism over In-situ Adaptive Tabulation (ISAT) method.
高温高圧下における水蒸気希釈乱流予混合火炎の構造と排出ガス特性

矢田創一郎, 市川泰久, 大上泰寛, 小林秀昭

燃焼シンポジウム講演論文集　46th　436-437　2008年11月20日
国際燃焼シンポジウムにおける新しい論文採択プロセスについて

小林秀昭

日本燃焼学会誌 = Journal of the Combustion Society of Japan　50　(154)　337-339　2008年11月15日
出版者・発行元：日本燃焼学会
ISSN： 1347-1864
On the validity of quasi-steady assumption in transient droplet combustion (vol 155, pg 409, 2008)

M. Jangi, S. Sakurai, Y. Ogami, H. Kobayashi

COMBUSTION AND FLAME　155　(3)　409-409　2008年11月

DOI： 10.1016/j.combustflame.2008.10.014 　

ISSN： 0010-2180

eISSN： 1556-2921
Characteristic Length of the Downstream Recirculation Zone of Wall Injection Interacting with Incident Shock Wave

Y. Sakimitsu, S. Ishida, H. Nakamura, Y. Ogami, H. Kobayashi

5th International Conference on Flow Dynamics　2008年
Effect of an Incident Shock Wave on the Flow Field with Wall Injection Normal to the Supersonic Mainstream

Y. Sakimitsu, S. Ishida, H. Nakamura, Y. Ogami, H. Kobayashi

Proceedings of the 3rd Tohoku-SNU Joint Workshop on Next Generation Aero Vehicle　1　78-81　2008年
Pyrolysis and Combustion of Polymers in Stagnation-point Flow Diluted with H(2)O and CO(2)

Kentaro Yoshinaga, Makoto Mori, Yasuhiro Ogami, Hideaki Kobayashi

PROCEEDINGS OF THE NINTH ASIA-PACIFIC INTERNATIONAL SYMPOSIUM ON COMBUSTION AND ENERGY UTILIZATION　1　91-101　2008年
Unsteady Behavior of Single Droplet Combustion in Oscillatory Flow Field under Microgravity Condition

Y. Ogami, S. Sakurai, S. Hasegawa, M. Jangi, H. Nakamura, K. Yoshinaga, H. Kobayashi

The Eighth International Symposium on Advanced Fluid Information and Transdisciplinary Fluid Integration　88-89　2008年
E224 微小重力高圧環境下における単一液滴燃焼の流速変動への応答(固体燃焼・微小重力燃焼・触媒燃焼)

小林秀昭, 長谷川翔一, 大上泰寛, Jangi Mehdi, 吉永健太郎, 中村寿

熱工学コンファレンス講演論文集　2007　337-338　2007年11月23日
出版者・発行元：一般社団法人日本機械学会

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To elucidate characteristics of a droplet flame as an elementary process of turbulent spray combustion, droplet combustion experiments in varying forced convection at high pressure were performed in microgravity. 1-butanole was used as a fuel and the maximum pressure was 1.0MPa. High-speed back lit images of burning droplet were obtained and time history of the droplet diameter was measured using image processing. Results showed that maximum velocity in oscillating flow is predominant for the burning rate constant, meaning that the classical quasi-steady assumption is not valid. Mechanism of this droplet combustion characteristic was discussed based on the ratio of characteristic time scales of flow oscillation and gas diffusion.
C232 高圧環境下の予混合燃焼における水素添加の影響(燃焼の高度化・多様化への試み1)

小林秀昭, 金子秀明, 矢田創一郎, 大上泰寛

熱工学コンファレンス講演論文集　2006　301-302　2006年11月23日
出版者・発行元：一般社団法人日本機械学会

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Experiments were performed for turbulent premixed flames of CH_4/air/H_2/ mixtures at high pressure to investigate the effects of hydrogen addition on turbulent combustion characteristics. OH-PLIF measurements were conducted to determine the effective Lewis numbers, turbulent burning velocity, smallest scale of flame wrinkles, and local flame surface density. Results showed that the decrease in the effective Lewis number for hydrogen addition ratio of 0.1 is small and mean volume of the flame region and the smallest scale were not affected by H_2 addition. However, ST/SL slightly increased, corresponding to the increase in the flame surface density possibly due to the increase in the grows rate of the intrinsic flame instability.
(7)Effects of Turbulence on Flame Structure and NOx Emission of Turbulent Jet Non-Premixed Flames in High-Temperature Air Combustion

小林秀昭, 大野健, CHO Eun-Seong, 萩原寛一, 大上泰寛, 新岡嵩

日本機械学會誌　109　(1050)　349-349　2006年5月5日
出版者・発行元：一般社団法人日本機械学会
ISSN： 0021-4728
Laminar burning velocity of stoichiometric CH4/air premixed flames at high-pressure and high-temperature

Yasuhiro Ogami, Hideaki Kobayashi

JSME International Journal, Series B: Fluids and Thermal Engineering　48　(3)　603-609　2006年2月15日

DOI： 10.1299/jsmeb.48.603 　

ISSN： 1340-8054
B134 乱流予混合燃焼におけるCO_2希釈効果に関する研究(OS-2 環境負荷低減のための燃焼研究と技術開発III)

小林秀昭, 萩原寛一, 金子秀明, 大上泰寛

熱工学コンファレンス講演論文集　2005　67-68　2005年11月2日
出版者・発行元：一般社団法人日本機械学会

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Experiments were performed for turbulent premixed flames of methane/CO_2-diluted-air mixture at pressure ranging from atmospheric pressure to high pressure up to 1.0MPa and mixture temperatures of 300K and 573K, which covers the typical operating conditions of premixed-type gas-turbine combustors. Bunsen-type flame was stabilized in a high pressure chamber and OH-PILF visualization was performed. Using the OH-PLIF images, contours of the mean progress variable were determined assuming flamelet regime, and turbulent burning velocity and time-and-space-averaged fuel consumption rate in the flames were measured. Results showed that the time-and-space averaged fuel consumption rate became small by the CO_2 dilution. It is mainly due to the increase in the volume of flame region, meaning suitable conditions for eliminating the combustion instability in premix-type gas turbine combustors.
905 超音速流における粒子追跡速度計法と数値シミュレーションの融合(OS9-2 計測とシミュレーションの融合(2),OS9 計測とシミュレーションの融合,オーガナイズドセッション)

中村寿, 佐藤直樹, 小林秀昭, 升谷五郎

流体工学部門講演会講演論文集　2005　137-137　2005年10月28日
出版者・発行元：一般社団法人日本機械学会
ISSN： 1348-2882
Effects of turbulence on flame structure and NOx emission of turbulent jet non-premixed flames in high-temperature air combustion

H Kobayashi, K Oono, ES Cho, H Hagiwara, Y Ogami, T Niioka

JSME INTERNATIONAL JOURNAL SERIES B-FLUIDS AND THERMAL ENGINEERING　48　(2)　286-292　2005年5月

DOI： 10.1299/jsmeb.48.286 　

ISSN： 1340-8054
911 固有不安定性による非一様流れ場を伝播する予混合火炎の動的挙動(オーガナイズドセッション10 ハイエンタルピー流れ-燃焼,衝撃波,・・・-)

鈴木洋史, 門脇敏, 小林秀昭

講演論文集　2005　(42)　305-306　2005年3月1日
出版者・発行元：一般社団法人日本機械学会
高温高圧乱流予混合火炎の燃焼速度と固有不安定性との関係について(オーガナイズドセッション6 乱流燃焼研究の最前線)

萩原寛一, 金子秀明, 大上泰寛, 小林秀昭

熱工学コンファレンス講演論文集　2004　303-304　2004年11月10日
出版者・発行元：一般社団法人日本機械学会

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Burning velocities of methane/air mixture at pressure ranging from atmospheric pressure to high pressure up to 1.0 MPa and mixture temperatures of 300 K and 573 K were measured for Bunsen-type flame stabilized in a high pressure chamber using OH-PILF. Based on the contours of the mean progress variable, <c>, turbulent burning velocity was determined. Bending tendency of S_T/S_L curves with u'/S_L was also seen at high pressure and temperature. The turbulence Reynolds number region where the bending occurs corresponded well to the region where the smallest scale of flame wrinkling measured as a fractal inner cutoff approaches the characteristic flame instability scale. Flame instability for the flow without turbulence was also measured and the increase in nominal burning velocity was confirmed at high pressure and high temperature.
高温空気燃焼における乱流火炎構造に関する研究(熱工学II-3)

大野健, Cho Eun-Seong, 小林秀昭, 萩原寛一, 大上泰寛, 新岡嵩

日本機械学会東北支部秋季講演会講演論文集　2004　(40)　173-174　2004年9月17日
出版者・発行元：一般社団法人日本機械学会
F123 微小重力環境を利用した変動速度場における液滴燃焼実験

小林秀昭, 三津谷維基, 花井宏尚

熱工学コンファレンス講演論文集　2003　225-226　2003年11月10日
出版者・発行元：一般社団法人日本機械学会

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For the purpose of exploring the fundamental phenomenon of spray turbulent combustion, this research aims to investigate interactions between droplet flames and vortex tubes composing coherent structure of turbulence using a model based on a droplet flame in varying forced convection. A fuel droplet is placed at the focusing point of the swinging forced convection apparatus installed in a high-pressure combustion chamber. An analogy between the interaction and the model was discussed in order to determine the experimental condition. Experimental apparatus for microgravity experiment was developed and tested using MGLAB dropshaft, finding a response of instantaneous burning rate constant to the varying flow.
TED-AJ03-608 EXTINCTION OF THE COUNTERFLOW DIFFUSION FLAME OF BLENDED FUELS :

Tomohiro Denda, Maruta Kaoru, Kobayashi Hideaki, Niioka Takashi

Proceedings of the ... ASME/JSME Thermal Engineering Joint Conference　2003　(6)　131-131　2003年
出版者・発行元：日本機械学会

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For applications of the high-temperature air combustion technology (HiCOT) to waste incinerators, diffusion flames of blended fuel gases and high-temperature air in the stretch flow field were investigated. In this study, extinction limits of the counterflow diffusion flame for CH_4-C_3H_8 blended fuel gases were obtained experimentally and numerically, varying the mixture fraction, fuel concentration, air temperature, and flame stretch rate. Since the flame is unable to stabilize at small stretch rates due to the natural convection caused by buoyancy under normal gravity condition, the experiments were performed under microgravity condition using JAMIC dropshaft in Hokkaido, Japan. Numerical analysis was performed considering detail chemistry and radiative heat loss using the optically thin model. Experimental and numerical results showed that, when the blended fuel is used air temperature is increased, extinction limits are expanded (Figs. A-1 and A-2). As increasing air temperature, however, the extinction limits at low stretch rates are not expanded as much as those at high stretch rates. This reason is presumed as follows : At the high stretch rate region in which the so-called stretch extinction occurs, Damkohler number becomes small and the flame temperature decreases rapidly, so that flame extinguishes; that is, the characteristic chemical reaction time becomes longer than the characteristic flow time. As the air temperature is elevated, the reaction rate increases according to the Arrhenius law. As a result, combustion stabilization is significantly improved and the extinction limit on the high stretch rate side is expanded largely. On the other hand, so-called radiation extinction occurs on the low stretch rate side, owing to a wide flame region with high temperature. The reaction rate increases when the air temperature increases and therefore the extinction limit must be expanded as well. Radiation heat loss, however, also increases in proportion to temperature to the power 4,since the flame temperature becomes higher as the air temperature increases. This is the reason why the extinction limit does not so much expand in low stretch rates as it expands in high stretch rates.[figure]
TED-AJ03-375 A STUDY OF LAMINAR BURNING VELOCITY FOR H_2/O_2/He PREMIXED FLAME AT HIGH PRESSURE AND HIGH TEMPERATURE :

OGAMI Yasuhiro, KOBAYASHI Hideaki

Proceedings of the ... ASME/JSME Thermal Engineering Joint Conference　2003　(6)　336-336　2003年
出版者・発行元：日本機械学会

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Experimental and numerical studies on laminar burning velocities of a stoichiometric H_2/O_2He mixture were performed in a pressure range of 0.1 to 1.0MPa and in a mixture temperature range of 300 to 500K. The H_2/O_2 mixture was diluted by helium to the helium dilution ratio of 82% in volume in order to increase Lewis number of hydrogen more than unity and to decrease laminar burning velocity to restrain flame instabilities. Flames were kept stable in the all of the experimental conditions due to the increase of Lewis number which enhances diffusive-thermal effect to stabilize Darrieus-Landau instability occurring at elevated pressure, and due to the decrease of laminar burning velocity which lessens Darrieus-Landau instability. Measurements of laminar burning velocity were conducted using particle tracking velocimetry (PTV) combined with planar laser induced fluorescence of OH radical (OH-PLIF) for burner-stabilized flames in a high-pressure combustion chamber. This technique provides the information of instantaneous local burning velocities in the all region of flame, and the laminar burning velocities were determined using the laminar burning velocities in the region outside of the boundary layer and far from the flame tip, indicating flame stretch and curvature are almost zero. Numerical simulations were also conducted using one-dimensional premixed flame code, and their results were compared with experimental results in order to verify the existing H_2/O_2 detailed reaction mechanisms in a high-pressure and high-temperature environment. Modification of the reaction mechanism was also performed in order to correct the reduction ratio of laminar burning velocity with respect to ambient pressure for various temperatures of the mixture. The numerical results using modified reaction mechanism were in good agreement with experimental results in terms of the pressure dependency of laminar burning velocity for the preheated mixture up to 500K.[figure]
高温空気燃焼技術 : 省エネルギーと低NOx化の限界に挑戦

小林秀昭

日本機械学會誌　105　(1006)　598-599　2002年9月5日
出版者・発行元：一般社団法人日本機械学会
ISSN： 0021-4728
Experimental study of high-pressure turbulent premixed flames

H Kobayashi

EXPERIMENTAL THERMAL AND FLUID SCIENCE　26　(2-4)　375-387　2002年6月

DOI： 10.1016/S0894-1777(02)00149-8 　

ISSN： 0894-1777

eISSN： 1879-2286
高温空気燃焼技術－省エネルギーと低NOx化の限界に挑戦－

小林秀昭

日本機械会誌　105　158-159　2002年
混合燃料の対向流拡散火炎に関する研究

傳田知広, 丸田薫, 小林秀昭, 新岡嵩

JASMA : Journal of the Japan Society of Microgravity Application　18　21-21　2001年10月1日

ISSN： 0915-3616
微小重力場における噴霧の火炎伝播

布目佳央, 加藤壮一郎, 丸田薫, 小林秀昭, 新岡嵩

JASMA : Journal of the Japan Society of Microgravity Application　18　15-15　2001年10月1日

ISSN： 0915-3616
D341 高圧環境における燃料液滴列燃え拡がりに対する液滴内部流の効果

小林秀昭, 岩橋健志, 新岡嵩

日本流体力学会年会講演論文集　2001　497-498　2001年
出版者・発行元：日本流体力学会
ISSN： 1342-8004

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The generation mechanism of the fuel-vapor jet and the increase in flame spread rate of a droplet array observed in a high pressure and microgravity environment were investigated. Based of the expected mechanism of fuel-vapor jet, internal convection rate of the suspended droplet before ignition was measured. Results showed that the internal convection rate increased with pressure and had the maximum near the critical pressure. This agrees with the effect of pressure on Marangoni convection of the droplet surface which induces the flow of the fuel vapor near the droplet surface.
高圧環境における燃焼現象の解明

小林秀昭

日本機械学会論文集 (Ｂ編)　66　(645)　1257-1263　2000年
出版者・発行元： Japan Society of Mechanical Engineers
DOI： 10.1299/kikaib.66.1257 　

ISSN： 0387-5016
高圧下の乱流燃焼速度と火炎の不安定性との関係について

小林秀昭, 川添浩幸

年会一般講演　18　301-302　1999年7月29日

ISSN： 1342-8004
反応性乱流高圧環境における乱流燃焼速度に対する混合気性状の影響と一般関係に関する研究

小林秀昭, 川端康晴, 丸田薫

燃焼の科学と技術　6　(Supplement)　139-148　1999年3月
出版者・発行元：サイエンス・コミュニケーションズ・インターナショナル
ISSN： 0918-5712
層流火炎における速度場計測

小林秀昭

燃焼の科学と技術　5　195-206　1999年
微小重力および高圧雰囲気における燃料液滴列の燃え拡がり

朴廷, 岩橋健志, 小林秀昭, 新岡嵩

JASMA : Journal of the Japan Society of Microgravity Application　15　77-78　1998年10月1日

ISSN： 0915-3616
微小重力場を利用した微粒子群燃焼の可燃限界近傍における火炎挙動

花井宏尚, 丸田薫, 小林秀昭, 長谷川進, 新岡嵩

燃焼の科学と技術　5　(4)　303-313　1998年4月

ISSN： 0918-5712
微小重力燃焼微小重力場における液滴マトリックスの着火実験

門脇徹, 丸田薫, 長谷川進, 小林秀昭, 新岡嵩

日本マイクログラビティ応用学会誌　14　(1)　17-24　1997年
出版者・発行元：日本マイクログラビティ応用学会
ISSN： 0915-3616
乱流と火炎の干渉に関する実験と考察

小林秀昭

ながれ　16　(5)　398-403　1997年
出版者・発行元： The Japan Society of Fluid Mechanics
DOI： 10.11426/nagare1982.16.398 　

ISSN： 0286-3154
微小重力場における燃料液滴列の燃え拡がり実験

加藤伸一郎, 水野博行, 小林秀昭, 新岡嵩

JASMA : Journal of the Japan Society of Microgravity Application　13　(4)　347-348　1996年10月31日

ISSN： 0915-3616
極低速流実験法と対向流火炎実験例

丸田薫, 吉田昌晴, 小林秀昭, 新岡嵩

JASMA : Journal of the Japan Society of Microgravity Application　12　(4)　325-326　1995年10月31日

ISSN： 0915-3616
高圧燃焼反応流試験装置

小林秀昭, 丸田薫, 長谷川進, 田村崇, 新岡嵩

東北大学流体科学研究所報告　6　1-14　1995年
出版者・発行元：東北大学
ISSN： 0916-2860
伸長円筒状火炎の消炎と乱流予混炎の火炎片構造について

小林秀昭, 北野三千雄

燃焼の科学と技術　2　27-38　1994年
超音速流における衝撃波入射による水素保炎の研究

藤森俊郎, 村山元英, 長谷川進, 小林秀昭, 新岡嵩

燃焼の科学と技術　1　(3)　211-213　1993年
超音速燃焼試験設備

新岡嵩, 長谷川進, 塚本達郎, 小林秀昭, 寺田健一

東北大学流体科学研究所報告　3　1-13　1992年

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書籍等出版物 3

機械工学便覧基礎編α５熱工学

小林秀昭

丸善　2006年
燃焼現象の基礎（新岡嵩，河野通方，佐藤順一編著）

小林秀昭

2002年
Effects of Flame Stretch and Curvature on Combustion Characteristics, Handbook of Heat and Mass Transfer, Volume 4: Advances in Reactor Design and Combustion Science (N.P.Cheremisinoff Ed.), Chapter 19

Hideaki Kobayashi, Michio Kitano

1990年

講演・口頭発表等 337

希薄アンモニア／水素／空気層流予混合火炎のN2O生成メカニズムに関する研究

早川晃弘, 林雅生, M. Kovaleva, G.J. Gotama, E.C. Okafor, S. Colson, Syed Mashruk, Agustin Valera-Medina, 工藤琢, 小林秀昭

第59回燃焼シンポジウム，オンライン開催　2021年11月24日
層状噴射によるアンモニアディーゼル燃焼コンセプトの提案

市川泰久, 仁木洋一, 高崎講二, 小林秀昭, 三柳晃洋

第59回燃焼シンポジウム，オンライン開催　2021年11月24日
液体アンモニア噴霧の非燃焼場における光学計測と旋回流燃焼器を用いた燃焼特性の解明

山下裕史, E.C. Okafor, S. Colson, K.D.K.A. Somarathne, 辻村拓, 伊藤慎太朗, 内田正宏, 工藤琢, 早川晃弘, 小林秀昭

第59回燃焼シンポジウム，オンライン開催　2021年11月24日
OH(2,0)励起を用いた2方向LIF手法による火炎のOH濃度計測

樋口靖浩, 布目佳央, 富岡定毅, 冨田健夫, 工藤琢, 早川晃弘, 小林秀昭

第59回燃焼シンポジウム，オンライン開催　2021年11月24日
Study on the role of excess enthalpy in the stabilization of an ammonia/air premixed flames in a swirling flow.

S. Colson, K.D.K.A. Somarathne, D. Sugawara, A. Hayakawa, H. Kobayashi

第59回燃焼シンポジウム，オンライン開催　2021年11月23日
Numerical Study on Effects of Ammonia Fuel Fraction in Liquid Ammonia/Hydrogen/Air Co-Combustion at High Pressure

K.D.K.A. Somarathne, S. Colson, A. Hayakawa, H. Kobayashi

第59回燃焼シンポジウム，2021/11/22-24 オンライン開催　2021年11月23日
Effects of Atomizer Structure on Atomization and Combustion Characteristics of 3D-printed Metal Airblast Atomizers

Y. Imai, A. Shibazaki, T. Kudo, M. Uchida, Y. Komatsu, A. Hayakawa, H. Kobayashi

the Eighteenth International Conference on Flow Dynamics (ICFD 2021)　2021年10月28日
Liquid Ammonia Spray Characteristics Using a Hollow Cone Nozzle at Various Ambient Pressures

K.D.K.A. Somarathne, H. Yamashita, S. Colson, A. Hayakawa, H. Kobayashi

the Eighteenth International Conference on Flow Dynamics (ICFD 2021),　2021年10月27日
Effects of Combustor Wall Cooling on Liquid Ammonia Spray Combustion in a Micro Gas Turbine Combustor

E.C. Okafor, O. Kurata, H. Yamashita, T. Inoue, T. Tsujimura, N. Iki, A. Hayakawa, M. Uchida, S. Ito, H. Kobayashi

the Eighteenth International Conference on Flow Dynamics (ICFD 2021)　2021年10月27日
Quantitative OH Concentration Measurement on Calibration Flat Flame Using Bi-directional OH(2,0) LIF

Y. Higuchi, Y. Nunome, S. Tomioka, T. Tomita, T. Kudo, A. Hayakawa, H. Kobayashi

the Eighteenth International Conference on Flow Dynamics (ICFD 2021)　2021年10月27日
Local Stabilization Dynamics of a Methane/ammonia Non-premixed Jet Flame Up to Liftoff

S. Colson, M, Kuhni, A. Hayakawa, H. Kobayashi, C. Galizzi, D. Escudie

Proceedings of the Eighteenth International Conference on Flow Dynamics (ICFD 2021),　2021年10月27日
Ammonia Direct Combustion 招待有り

H. Kobayashi

2021年10月27日
SLIPIによる液体アンモニア噴霧構造の可視化

山下裕史, E.C. Okafor, S. Colson, K.D.K.A. Somarathne, 辻村拓, 伊藤慎太朗, 内田正宏, 工藤琢, 早川晃弘, 小林秀昭

日本機械学会熱工学コンファレンス2021 オンライン開催　2021年10月10日
OH(2,0)励起を用いた1次元定常火炎のOH濃度計測

樋口靖浩, 布目佳央, 富岡定毅, 冨田健夫, 工藤琢, 早川晃弘, 小林秀昭

日本機械学会東北支部第57期秋季講演会オンライン開催　2021年10月2日
高圧環境下におけるアンモニア／水蒸気／空気予混合火炎の層流燃焼速度とMarkstein長さ

林雅生, 早川晃弘, 工藤琢, 小林秀昭

日本機械学会東北支部第57期秋季講演会オンライン開催　2021年10月2日
Stability and Emissions Characteristics of Liquid Ammonia Spray Combustion in a Swirling Flow

H. Yamashita, E. C. Okafor, A. Hayakawa, T. Tsujimura, S. Ito, M. Uchida, T. Kudo, H. Kobayashi

2021年6月4日
Study of NO and N2O emissions from the combustion of liquid ammonia spray in swirl combustors

2021年1月25日
Study of instability and dynamic behavior of NH3-H2 premixed flame

2021年1月25日
Product gas analysis of laminar premixed ammonia-methane flames in stagnation flows

2021年1月25日
A quantitative measurement of OH and flame temperature for a calibration burner operated at high-pressure and high-temperature

2021年1月25日
Experimental and numerical study of product gas characteristics of ammonia/air premixed laminar flames stabilized in a stagnation flow

2021年1月29日
Effects of OH concentration and temperature on NO emission characteristics of turbulent non-premixed CH4/NH3/air flames in a two-stage gas turbine like combustor at high pressure

2021年1月25日
Turbulent flame propagation limits of ammonia/methane/air premixed mixture in a constant volume vessel

2021年1月25日
Influence of wall heat loss on the emission characteristics of premixed ammonia air swirling flames interacting with the combustor wall

2021年1月25日
Numerical study of NH3-H2 premixed flame instability

第58回燃焼シンポジウム　2020年12月4日
Investigation of the Combustion of Liquid Ammonia Spray in a Single Stage Swirl Combustor

第58回燃焼シンポジウム　2020年12月4日
Laminar Burning Velocity and Markstein Length of NH3/H2/Air Premixed Flames for Various Equivalence Ratios and Initial Pressures

第58回燃焼シンポジウム　2020年12月4日
Effect of ammonia addition on a non-premixed methane jet flame in an air coflow

第58回燃焼シンポジウム　2020年12月4日
Numerical investigation on possibilities of liquid ammonia spray combustion in the gas turbine-like combustors

第58回燃焼シンポジウム　2020年12月4日
GH2/GO2シングルエレメント同軸噴射器における火炎基部のOH-PLIF計測

樋口靖浩, 布目佳央, 富岡定毅, 冨田健夫, 工藤琢, 早川晃弘, 小林秀昭

第58回燃焼シンポジウム　2020年12月4日
水素-空気予混合火炎の不安定挙動に及ぼす熱損失の影響：詳細な化学反応モデルに基づく数値計算

古山大誠, 河田一将, 勝身俊之, 小林秀昭, 門脇敏

第58回燃焼シンポジウム　2020年12月3日
アンモニア/メタン/空気予混合気の乱流火炎伝播限界に与える拡散熱的不安定性の影響

橋本玄弥, Khalid Hadi, Yu Xia, 橋本望, 早川晃弘, 小林秀昭, 藤田修

第58回燃焼シンポジウム　2020年12月3日
ガスタービン用アンモニア液噴燃焼の試み

倉田修, Ekenechukwu Chijioke Okafor, 山下裕史, 壹岐典彦, 辻村拓, 内田正宏, 伊藤慎太朗, 須田俊之, 早川晃弘, 小林秀昭

第58回燃焼シンポジウム　2020年12月2日
高温高圧環境下におけるアンモニア／空気予混合火炎の層流燃焼速度とMarkstein長さ

加野島竜平, 工藤貴洋, 早川晃弘, Ekenechukwu Chijioke Okafor, 工藤琢, 小林秀昭

第58回燃焼シンポジウム　2020年12月2日
Study of the Effect of Ammonia Addition on the Stabilization of a Non-premixed Methane Jet Flame in an Air Coflow

2020年10月30日
Heat-Loss Effects on the Dynamic Behavior of Hydrogen-Air Lean Premixed Flames Under the High-Pressure Conditions

2020年10月29日
Study of Dynamic Behavior of NH3-H2 Premixed Flame at Elevated Pressures

2020年10月30日
Effects of Airflow Boundary Layer Control on Flameholding Performance in Supersonic Flow

2020年10月28日
Towards the Application of OH(2,0) PLIF to High-pressure Mixed Phase Combustion

2020年10月28日
Experimental Investigation of Laminar Burning Velocity of Ammonia/air Premixed Flames Under Elevated Temperature Conditions 招待有り

2020年10月30日
Stability and Emissions Characteristics of Liquid Ammonia Spray Flames Co-fired with Methane in a Swirling Flow

2020年10月29日
Liquid Ammonia Spray Combustion in Two-Stage Gas Turbine Combustors 招待有り

2020年10月29日
同軸気流噴射弁を用いた噴霧燃焼に及ぼす雰囲気圧力の影響に関する研究

柴崎絢史, 松下剛士, 工藤琢, 内田正宏, 早川晃弘, 小林秀昭

日本機械学会熱工学コンファレンス2020,　2020年10月11日
噴流せん断乱流が予混合火炎の構造に及ぼす影響

加藤元規, 佐々木央, 工藤琢, 早川晃弘, 小林秀昭

第57回燃焼シンポジウム　2019年11月20日
Effect of NH3 addition into CH4/air swirl flames on NO emission characteristics

第57回燃焼シンポジウム　2019年11月20日
水素-空気希薄予混合火炎の固有不安定性に及ぼす圧力の効果

門脇敏, 草野優太, 勝身俊之, 小林秀昭

第57回燃焼シンポジウム　2019年11月20日
Progress in the Research of Fundamentals and Utilizations of Carbon Free Energy Carriers

H. Kobayashi

Proceedings of the Nineteenth International Symposium on Advanced Fluid Information (AFI-2019), (2019),　2019年11月7日
The Effects of Heat Loss on the Dynamics of Hydrogen-Air Premixed Flames

S. Kadowaki, Y. Kusano, T. Katsumi, H. Kobayashi

Proceedings of the Nineteenth International Symposium on Advanced Fluid Information (AFI-2019),　2019年11月7日
Effects of Swirler Dimensions on Atomization Characteristics of an Air-blast Atomizer

A. Shibazaki, K. Matsushita, T. Kudo, M. Uchida, A. Hayakawa, H. Kobayashi

Proceedings of the Sixteenth International Conference on Flow Dynamics (ICFD2019),　2019年11月7日
Effects of Mixture Temperature on Laminar Burning Velocity and Markstein Length of Ammonia/Air Premixed Flames

T. Kudo, R. Kanoshima, A. Ichikawa, A. Hayakawa, T. Kudo, H. Kobayashi

Proceedings of the Sixteenth International Conference on Flow Dynamics (ICFD2019)　2019年11月7日
Interactions between Turbulent Shear Flows and Jet Premixed Flames

M. Kato, H. Sasaki, T. Kudo, A. Hayakawa, H. Kobayashi

Proceedings of the Sixteenth International Conference on Flow Dynamics (ICFD2019)　2019年11月7日
Structure of Laminar and Turbulent Premixed Flames of Bio-Fuel Isomers

K. Nishikawa, T. Abe, A. Hayakawa, T. Kudo, H. Kobayashi

Proceedings of the Sixteenth International Conference on Flow Dynamics (ICFD2019)　2019年11月7日
Measurement of the Effect of Recess on Co-axial Jet Diffusion Flames Using OH-PLIF at Elevated Pressures

Y. Higuchi, K. Takeuchi, Y. Nunome, S. Tomioka, T. Tomita, K. Sakaki, T. Kudo, A. Hayakawa, H. Kobayashi

Proceedings of the Sixteenth International Conference on Flow Dynamics (ICFD2019),　2019年11月7日
Effects Total Enthalpy Profiles on Stability of Ammonia/Air premixed Flames in a Swirling Flow

D. Sugawara, K. D. K. A. Somarathne, A. Hayakawa, H. Kobayashi

Proceedings of the Sixteenth International Conference on Flow Dynamics (ICFD2019),　2019年11月7日
Experimental Study of Flame Propagation Limits of Ammonia/methane/air Mixture in Turbulent Fields

G. Hashimoto, K. Hadi, Y. Xia, A. Hamid, N. Hashimoto, A. Hayakawa, H. Kobayashi, O. Fujita

Proceedings of the Sixteenth International Conference on Flow Dynamics (ICFD2019),　2019年11月6日
Experimental Study of Turbulent Burning Velocity of Ammonia/Oxygen/ Nitrogen Mixture in a Fan-Stirred Closed Vessel

Y. Xia, G. Hashimoto, K. Hadi, N. Hashimoto, A. Hayakawa, H. Kobayashi, O. Fujita

Proceedings of the Sixteenth International Conference on Flow Dynamics (ICFD2019),　2019年11月6日
Product Gas Characteristics of Strain and Swirl Stabilized Ammonia/air Flames

A. Hayakawa, H. Kobayashi

Proceedings of the Sixteenth International Conference on Flow Dynamics (ICFD2019),　2019年11月6日
Investigation of Effective Fuel Injection Systems for Scramjet Model Combustor With Double Pylon

Y. Yugami, T. Hizawa, T. Yamaguchi, M. Hasegawa, A. Hayakawa, T. Kudo, H. Kobayashi

Proceedings of the 12th Asia-Pacific Conference on Combustion　2019年7月2日
Performance Improvement of Cavity Flame holder by Pylon Installation in Supersonic Flow

M. Hasegawa, T. Hizawa, T. Yamaguchi, Y. Yugami, T. Kudo, A. Hayakawa, H. Kobayashi

Proceedings of the 12th Asia-Pacific Conference on Combustion,　2019年7月2日
Emission Characteristics of Turbulent Non premixed CH4/NH3/air Swirl Flames through a Rich-Lean Gas Turbine-like Combustor at High Pressure

K.D.K.A. Somarathne, E. C. Okafor, A. Hayakawa, H. Kobayashi

Proceedings of the 12th Asia-Pacific Conference on Combustion,　2019年7月3日
Product Gas Characteristics of Strain Stabilized Ammonia/air Premixed Laminar Flames

A. Hayakawa, Y. Hirano, E. C. Okafor, T. Kudo, H. Kobayashi

2019年7月2日
Ammonia Combustion for Gas-Turbine power Generations (Invited) 招待有り

H. Kobayashi

2019年6月5日
二段燃焼によるアンモニア/空気予混合火炎からのNOおよび未燃アンモニア同時低減

早川晃弘, 塚本真章, K.D.K.A. Somarathne, 工藤琢, 小林秀昭

第56回日本伝熱シンポジウム　2019年5月29日
カーボンフリーアンモニア燃焼の科学と技術招待有り

小林秀昭

第56回日本伝熱シンポジウム　2019年5月30日
キャビティー保炎器の燃焼に与える保炎器先端形状の影響に関する研究

山口達也, 日沢知寛, 長谷川万里子, 湯上靖人, 工藤琢, 早川晃弘, 小林秀昭

日本航空宇宙学会北部支部2019年講演会ならびに第20回再使用型宇宙推進系シンポジウム　2019年3月19日
アンモニア燃焼用低NOｘRich-leanガスタービン燃焼器の研究開発

倉田修, 壹岐典彦, 井上貴博, 辻村拓, 古谷博秀, 河野雅人, 新井啓介, E.C. Okafor, 早川晃弘, 小林秀昭

第56回燃焼シンポジウム　2018年11月16日
水素-空気予混合火炎の不安定挙動に及ぼす熱損失とスケールの影響

門脇敏, 内山努, 勝身俊之, 小林秀昭

第56回燃焼シンポジウム　2018年11月15日
Efficient Low NOx Combustion Strategies for Ammonia-methane Fuel a Micro Gas Turbine Combustor

E.C. Okafor, A. Hayakawa, R. Rattanasupapornsak, A. Hayakawa, T. Kudo, O. Kurata, N. Iki, H. Kobayashi

第56回燃焼シンポジウム　2018年11月14日
Effect of Wall Quenching of a Gas Turbine- Like Combustor on Emission Characteristics of Ammonia/air Non-Premixed Swirling Flames

K.D.K.A. Somarathne, A. Hayakawa, H. Kobayashi

第56回燃焼シンポジウム　2018年11月14日
A Study of Premixed Flames interacted with Turbulent Shear Flows

福井陽一, 佐々木央, 工藤琢, 早川晃弘, 小林秀昭

第56回燃焼シンポジウム　2018年11月14日
Science and Technology for Utilizations of Carbon Free Energy Carriers 国際会議

H. Kobayashi

Proceedings of the Eighteenth International Symposium on Advanced Fluid Information (AFI-2018),　2018年11月8日
The Effects of Heat Loss on the Dynamics of Hydrogen-Air Premixed Flames 国際会議

S. Kadowaki, T. Uchiyama, T. Katsumi, H. Kobayashi

Proceedings of the Eighteenth International Symposium on Advanced Fluid Information (AFI-2018),　2018年11月8日
Effect of Ambient Pressure on Superheated Water Jet from a Fan Spray Injector 国際会議

R. Watanabe, D. Tsuchida, T. Kudo, H. Kobayashi

Proceedings of the Eighteenth International Symposium on Advanced Fluid Information (AFI-2018),　2018年11月8日
Effect of Wall Heat Transfer on Emission Characteristics of Ammonia/air Swirling Flames in a Gas Turbine?like Combustor 国際会議

K. D, K. A. Somarathne, A. Hayakawa, H. Kobayashi

Proceedings of the Fifteenth International Conference on Flow Dynamics (ICFD2018)　2018年11月8日
Emission Characteristics and the Structure of Ammonia-Air Flames in a Micro Gas Turbine Swirl Combustor 国際会議

E. C. Okafor, R. Rattanasupapornsak, K. D, K. A. Somarathne, A. Hayakawa, T. Kudo, O. Kurata, N. Iki, H. Kobayashi

Proceedings of the Fifteenth International Conference on Flow Dynamics (ICFD2018)　2018年11月8日
Experimental Study of Turbulent Flame Propagation of Ammonia/Air Mixture in a Fan-Stirred Closed Vessel 国際会議

R. Ichimura, K. Hadi, N. Hashimoto, A. Hayakawa, H. Kobayashi, O. Fujita

Proceedings of the Fifteenth International Conference on Flow Dynamics (ICFD2018)　2018年11月8日
Flame Front Structure of Ammonia/air Turbulent Premixed Flames in Swirling Flows under Various Pressures 国際会議

A. Hayakawa, M. Tsukamoto, K. D, K. A. Somarathne, T. Kudo, H. Kobayashi

Proceedings of the Fifteenth International Conference on Flow Dynamics (ICFD2018)　2018年11月8日
Burnt Gas Characteristics of Swirl Stabilized Ammonia/air Turbulent Premixed Flames for Various Mixture Inlet Velocity 国際会議

M. Tsukamoto, A. Hayakawa, K. D, K. A. Somarathne, T. Kudo, H. Kobayashi

Proceedings of the Fifteenth International Conference on Flow Dynamics (ICFD2018)　2018年11月7日
Effect of Shear Flow Turbulence on Premixed Flame 国際会議

H. Sasaki, Y. Fukui, T. Kudo, A. Hayakawa, H. Kobayashi

Proceedings of the Fifteenth International Conference on Flow Dynamics (ICFD2018)　2018年11月7日
Burning Velocity and Flame Structure of Ammonia/Hydrogen/Air Turbulent Premixed Flames at Elevated Pressures 国際会議

A. Ichikawa, T. Kudo, A. Hayakawa, T. Kudo, H. Kobayashi

Proceedings of the Fifteenth International Conference on Flow Dynamics (ICFD2018)　2018年11月7日
Effect of Flash Boiling and Cavitation on Superheated Water Jet from a Fan Spray Injector under Ambient Pressure 国際会議

D. Tsuchida, R. Watanabe, H. Kobayashi, T. Kudo

Proceedings of the Fifteenth International Conference on Flow Dynamics (ICFD2018)　2018年11月7日
Exhaust Gas Characteristics of Bio-fuel Combustion 国際会議

T. Abe, K. Takahashi, T. Kudo, A. Hayakawa, H. Kobayashi

Proceedings of the Fifteenth International Conference on Flow Dynamics (ICFD2018)　2018年11月7日
Development of Two-dimensional Supersonic Nozzle for a Scramjet Model Combustor 国際会議

T. Yamaguchi, T. Hizawa, T. Kudo, A. Hayakawa, H. Kobayashi

Proceedings of the Fifteenth International Conference on Flow Dynamics (ICFD2018)　2018年11月7日
旋回流中に保炎されたアンモニア/空気乱流予混合火炎の火炎構造

早川晃弘, 塚本真章, K.D.K.A. Somarathne, 工藤琢, 小林秀昭

日本機械学会熱工学コンファレンス2018　2018年10月20日
Science and technology of ammonia combustion 国際会議

H. Kobayashi, A. Hayakawa, K.D.K.A. Somarathne, E.C. Okafor

37th International Symposium on Combustion　2018年8月3日
Development of wide range operable, rich-lean low-NOx combustor for NH3 fuel gas-turbine power generations 国際会議

O. Kurata, N. Iki, T. Inoue, T. Matsunuma, T. Tsujimura, H. Furutani, M. Kawano, K. Arai, E.C. Okafor, A. Hayakawa, H. Kobayashi

37th International Symposium on Combustion　2018年8月3日
Towards the development of an efficient low-NOx ammonia combustor for a micro gas turbine 国際会議

E.C. Okafor, K.D.K.A. Somarathne, A. Hayakawa, T. Kudo, O. Kurata, N. Iki, H. Kobayashi

37th International Symposium on Combustion　2018年8月3日
Application of OH(2,0) band excited planar laser-induced fluorescence measurement to high pressure H2/O2 co-axial jet diffusion flames 国際会議

Y. Higuchi, K. Takeuchi, Y. Nunome, K. Sasaki, S. Tomioka, T. Kudo, A. Hayakawa, H. Kobayashi

37th International Symposium on Combustion　2018年8月2日
Turbulent combustion characteristics of ammonia/hydrogen/air premixed flames at high pressure 国際会議

A. Ichikawa, A. Hayakawa, T. Kudo, H. Kobayashi

37th International Symposium on Combustion　2018年7月31日
Investigation of methane-ammonia chemistry from premixed and diffusion flame structures using a counterflow configuration 国際会議

S. Colson, Y. Hirano, T. Kudo, A. Hayakawa, H. Kobayashi, D. Escudi?, C. Galizzi

37th International Symposium on Combustion　2018年7月31日
Quantitative measurement of temperature in oxygen enriched CH4/O2/N2 premixed flames using Laser Induced Thermal Grating Spectroscopy (LITGS) up to 1.0MPa 国際会議

A. Hayakawa, T. Yamagami, K. Takeuchi, Y. Higuchi, T. Kudo, S. Lowe, Y. Gao, S. Hochgreb, H. Kobayashi

37th International Symposium on Combustion　2018年7月31日
The Effect of Wall Heat Loss in a Gas Turbine-like Combustor on the Emission Characteristics of Ammonia (NH3)/air Swirling Flames 国際会議

K.D.K.A. Somarathne, E.C. Okafor, A. Hayakawa, H. Kobayashi

37th International Symposium on Combustion　2018年7月30日
CH4/NH3/air乱流予混合火炎の火炎構造に与える圧力およびアンモニア濃度の影響

市川昌紀, 内藤佑次, 早川晃弘, 工藤琢, 小林秀昭

第55回日本伝熱シンポジウム,　2018年5月30日
Achievement of Low NOx Emission on From Ammonia Micro Gas Turbine Combustor

E.C. Okafor, A. Hayakawa, T. Kudo, O. Kurata, N. Iki, H. Kobayshi

第55回日本伝熱シンポジウム,　2018年5月30日
Flame structure characteristics of swirl stabilized ammonia/air premixed flames 国際会議

A. Hayakawa, M. Tsukamoto, K.D.K.A. Somarathne, T. Kudo, H. Kobayashi

2nd European Power to Ammonia Conference　2018年5月18日
水素/空気燃焼ガストーチイグナイタの噴射ガス温度推定法の検証

山口達也, 日沢知寛, 市川太郎, 工藤琢, 早川晃弘, 小林秀昭

日本航空宇宙学会北部支部2018年講演会ならびに第19回再使用型宇宙推進系シンポジウム　2018年3月6日
Laser Induced Thermal Grating Spectroscopyによる酸素富化CH4/O2/N2予混合火炎の高圧下における定量温度計測

早川晃弘, 山上朋恭, 竹内清剛, 樋口靖浩, 工藤琢, Steven Lowe, 髙怡, Simone Hochgreb, 小林秀昭

日本航空宇宙学会北部支部2018年講演会ならびに第19回再使用型宇宙推進系シンポジウム　2018年3月
Stabilization and Emission Characteristics of Ammonia Flames in a Micro Gas Turbine Combustor 国際会議

E.C. Okafor, K. Sakai, A. Hayakawa, T. Kudo, O. Kurata, N. Iki, H. Kobayashi

Proceedings of the 11th Asia-Pacific Conference on Combustion　2017年12月14日
Modeling of Ammonia/air Non-premixed Turbulent Swirling Flames in a Gas Turbine like Combustor 国際会議

K.D.K.A. Somrathne, A. Hayakawa, N. Iki, O. Kurata, H. Kobayashi

Proceedings of the 11th Asia-Pacific Conference on Combustion　2017年12月12日
Development of a Gas Turbine Power Generation System Firing Ammonia Gas 国際会議

N. Iki, O. Kurata, T. Matsunuma, T. Inoue, T. Tsujimura, H. Furutani, H. Kobayashi, A. Hayakawa

XIII Research & Development in Power Engineering Conference 2017　2017年11月28日
底面に単孔噴射機を有するキャビティー保炎器の保炎に与える境界層厚さの影響

山口達也, 市川太郎, 日沢知寛, 工藤琢, 早川晃弘, 小林秀昭

第55回燃焼シンポジウム講演論文集　2017年11月15日
高圧環境におけるCH4/air乱流燃焼特性に及ぼすアンモニア添加の影響

市川昌紀, 内藤佑次, 早川晃弘, 工藤琢, 小林秀昭

第55回燃焼シンポジウム講演論文集　2017年11月15日
OH-PLIFを用いた高圧ロケット燃焼条件におけるH2/O2同軸噴流拡散火炎の2次元瞬時OH分布計測

竹内清剛, 布目佳央, 榊和樹, 富岡定毅, 工藤琢, 早川晃弘, 小林秀昭

第55回燃焼シンポジウム講演論文集　2017年11月15日
水素-空気予混合火炎の不安定挙動に及ぼすスケール効果-フラクタル解析による不安定性の評価-

大木涼資, トエトエアウン, 勝身俊之, 門脇敏, 小林秀昭

第55回燃焼シンポジウム講演論文集　2017年11月14日
アンモニアガスタービンとテストリグの燃焼器排ガス特性の違いについて

倉田修, 壹岐典彦, 松沼孝幸, 井上貴博, 辻村拓, 古谷博秀, 早川晃弘, 小林秀昭

第55回燃焼シンポジウム講演論文集　2017年11月14日
予混合火炎の固有不安定性における活性化エネルギー及び未燃ガス温度の影響

高橋友康, トエトエアウン, 勝身俊之, 門脇敏, 小林秀昭

第55回燃焼シンポジウム講演論文集　2017年11月13日
Investigations of Reacting Flow Phenomena under Extreme Environmental Conditions 国際会議

H. Kobayashi

Proceedings of the Seventeenth International Symposium on Advanced Fluid Information (AFI-2017)　2017年11月2日
Spray Characteristics of High-temperature Water Jet Injected from a Fan Spray Nozzle 国際会議

R. Watanabe, D. Tsuchida, T. Tanaka, H. Kobayashi

Proceedings of the Seventeenth International Symposium on Advanced Fluid Information (AFI-2017)　2017年11月2日
Numerical Study on the Intrinsic Instability of Premixed Flames Based on the One-Step and Detail Chemical Reaction Models 国際会議

S. Kadowaki, R. Ohki, T. Takahashi, T. T. Aung, T. Katsumi, H. Kobayashi

Proceedings of the Seventeenth International Symposium on Advanced Fluid Information (AFI-2017)　2017年11月2日
Performance Prediction for Gas Turbine Co-firing Ammonia and Natural Gas 国際会議

S. Ito, S. Kato, M. Uchida, S. Onishi, T. Fujimori, H. Kobayashi

Proceedings of the Fourteen International Conference on Flow Dynamics (ICFD2017)　2017年11月2日
Turbulent Burning Velocity of CH4/NH3/Air Premixed Flames at High Pressure 国際会議

Y. Naito, A. Ichikawa, A. Hayakawa, T. Kudo, H. Kobayashi

Proceedings of the Fourteen International Conference on Flow Dynamics (ICFD2017)　2017年11月2日
Effects of Ambient Pressure on Spray Combustion with an Air-blast Atomizer 国際会議

K. Matsushita, K. Kato, T. Kudo, S. Kato, M. Uchida, A. Hayakawa, H. Kobayashi

Proceedings of the Fourteen International Conference on Flow Dynamics (ICFD2017)　2017年11月2日
Effects of Double Pylon Upstream of a Cavity on Flame Structure in Supersonic Flow 国際会議

T. Hizawa, K. Murata, T. Yamaguchi, T. Ichikawa, T. Kudo, A. Hayakawa, H. Kobayashi

Proceedings of the Fourteen International Conference on Flow Dynamics (ICFD2017)　2017年11月2日
Methods for Low NOx Combustion in Ammonia/Natural Gas Dual Fuel Gas Turbine Combustor 国際会議

S. Onishi, S. Ito, M. Uchida, S. Kato, T. Saito, T. Fujimori, H. Kobayashi

2017 NH3 Fuel Conference　2017年11月1日
Combustion Emission from NH3 Fuel Gas Turbine Power Generation Demonstrated 国際会議

O. Kurata, N. Iki, T. Inoue, T. Matsunuma, T. Tsujimura, H. Furutani, H. Kobayashi, A. Hayakawa

2017 NH3 Fuel Conference　2017年11月1日
The Unstable Behavior of Non-Adiabatic Cellular Premixed Flames in Large Space: Fractal Analysis of Flame Fronts 国際会議

S. Kadowaki, Y. Morita, T.T. Aung, T. Katsumi, H. Kobayashi

Extended Abstract of the Ninth JSME-KSME Thermal and Fluids Engineering Conference　2017年10月29日
Effects of Pressure on Combustion Characteristics of Ammonia/air Premixed Turbulent Flames in Swirling Flows 国際会議

A. Hayakawa, Y. Arakawa, K.D.K.A. Somarathne, T. Kudo, H. Kobayashi

Extended Abstract of the Ninth JSME-KSME Thermal and Fluids Engineering Conference　2017年10月29日
アンモニア用ガスタービン燃焼器の研究開発

倉田修, 壹岐典彦, 井上貴博, 松沼孝幸, 辻村拓, 古谷博秀, 小林秀昭, 早川晃弘

第45回日本ガスタービン学会定期公演会　2017年10月18日
Flame Stabilization Mechanisms of Ammonia/air Premixed Flames in High Speed Swirling Flows 国際会議

A. Hayakawa, Y. Arakawa, K.D.K.A. Somarathne, T. Kudo, H. Kobayashi

254th American Chemical Society National Meeting & Exposition　2017年8月20日
Dynamics of Ammonia Combustion 国際会議

H. Kobayashi

26th International Colloquium on the Dynamics of Explosions and Reactive Systems　2017年8月2日
Combustion and Emission Characteristics of Premixed and Non-Premixed Ammonia/Air Turbulent Swirl Flames at High Pressure and Temperature 国際会議

K.D.K.A. Somarathne, A. Hayakawa, H. Kobayashi

26th International Colloquium on the Dynamics of Explosions and Reactive Systems　2017年8月1日
Gas Turbine Power Generation System Firing Ammonia and Natural Gas 国際会議

N. Iki, O. Kurata, M. Matsunuma, T. Inoue, T. Tsujimura, H. Furutani, H. Kobayashi, A. Hayakawa

Programme & Abstract Book of the 7th World Hydrogen Technology Convention　2017年7月9日
SIP Energy Carriers - Ammonia Direct Combustion 国際会議

H. Kobayashi, A. Hayakawa

Programme & Abstract Book of the 7th World Hydrogen Technology Convention　2017年7月9日
Flame Stability and Emission Characteristics of Ammonia/air Turbulent Premixed Flames in High Speed Swirling Flows 国際会議

A. Hayakawa, Y. Arakawa, K.D.K.A. Somarathne, T. Kudo, H. Kobayashi

Programme & Abstract Book of the 7th World Hydrogen Technology Convention　2017年7月9日
Operation and Flame Observation of Micro Gas Turbine Firing Ammonia 国際会議

N. Iki, O. Kurata, T. Matsunuma, T. Inoue, T. Tsujimura, H. Furutani, H. Kobayashi, A. Hayakawa

Proceedings of the ASME Turbo Expo2017: Turbomachinery Technical Conference and Exposition　2017年6月30日
Success of Ammonia-Fired, Regenerator-Heated, Diffusion Combustion Gas Turbine Power Generation and Prospect of Low Nox Combustion With High Combustion Efficiency 国際会議

O. Kurata, N. Iki, T. Matsunuma, T. Inoue, T. Tsujimura, H. Furutani, A. Hayakawa, H. Kobayashi

Proceedings of the ASME2017 Power and Energy Conference　2017年6月27日
Development of an Ammonia-burning Gas Turbine Power Generation 国際会議

N. Iki, O. Kurata, T. Matsunuma, T. Inoue, T. Tsujimura, H. Furutani, H. Kobayashi, A. Hayakawa

39th IEA Combustion　2017年6月16日
アンモニア燃焼ガスタービン発電用の低NOx燃焼器開発のための試験設備

倉田修, 壹岐典彦, 松沼孝幸, 井上貴博, 辻村拓, 古谷博秀, 小林秀昭, 早川晃弘

第22回動力・エネルギー技術シンポジウム　2017年6月15日
CH4-NH3-Air予混合火炎の詳細反応機構の最適化及び検証

Okafor Ekenechukwu, 内藤佑二, Colson Sophie, 市川昌紀, 工藤琢, 早川晃弘, 小林秀昭

第54回日本伝熱シンポジウム　2017年5月24日
旋回流燃焼器におけるアンモニア/空気火炎の空気二次噴射によりNOｘおよび未燃NH3低減

畑山宗多郎, K.D. Kunkuma, A. Somarathne, 早川晃弘, 小林秀昭

日本航空宇宙学会北部支部創立30周年記念2017年講演会ならびに第18回再使用型宇宙推進系シンポジウム　2017年3月17日
超音速流におけるパイロン付きキャビティー保炎器の火炎構造に関する研究

日沢知寛, 村田光, 山口達也, 市川太郎, 工藤琢, 早川晃弘, 小林秀昭

日本航空宇宙学会北部支部創立30周年記念2017年講演会ならびに第18回再使用型宇宙推進系シンポジウム　2017年3月17日
ファインスプレイノズルによる高温水噴射における噴霧特性に関する研究

第25回微粒化シンポジウム　2016年12月19日
アンモニア・天然ガス混焼ガスタービン燃焼器技術の開発

第54回燃焼シンポジウム　2016年11月25日
アンモニア燃焼ガスタービン発電装置の燃焼状態の観察

第54回燃焼シンポジウム　2016年11月25日
高圧高温火炎に対する光学計測校正バーナーの開発

第54回燃焼シンポジウム　2016年11月25日
Extinction Analysis and Experiments of Methane/ammonia/air Counterflow Twin Flames

第54回燃焼シンポジウム　2016年11月24日
The Effects of Pressure on Emission Reduction Characteristics of Turbulent Premixed Ammonia/air Flames Stabilized by a Swirl Burner

第54回燃焼シンポジウム　2016年11月24日
予混合火炎の不安定挙動に及ぼす未燃ガス温度と熱損失の影響

第54回燃焼シンポジウム　2016年11月24日
Laminar Burning Velocity and Markstein Lengths of CH4-NH3-Air Premixed Flames up to Elevated Pressures

第54回燃焼シンポジウム　2016年11月23日
Quantitative Temperature Measurement of High Pressure CH4/O2/N2Laminar Flames Using Laser Induced Thermal Grating Spectroscopy (LITGS)

第54回燃焼シンポジウム　2016年11月23日
Gas Turbine Power Generation System firing Ammonia-Methane Mixture 国際会議

Proceedings of the Asian Congress on Gas Turbines (ACGT2016)　2016年11月14日
ガスタービンにおけるアンモニア燃焼利用

第44回日本ガスタービン学会定期講演会　2016年10月26日
アンモニアマイクロガスタービン燃焼器における保炎限界と燃焼排出ガス特性

日本機械学会熱工学コンファレンス2016　2016年10月23日
Effect of Cavity with a Pylon on the Flame in Supersonic Flow 国際会議

Proceedings of the Thirteenth International Conference on Flow Dynamics (ICFD2016),　2016年10月11日
Effects of NH3 Addition on the Laminar Burning Velocity and Markstein Length of CH4-Air Premixed Flames 国際会議

Proceedings of the Thirteenth International Conference on Flow Dynamics (ICFD2016)　2016年10月11日
Flame Stabilization Limits and Emission Characteristics of an Ammonia Micro Gas Turbine Combustor 国際会議

Proceedings of the Thirteenth International Conference on Flow Dynamics (ICFD2016),　2016年10月11日
Liquid Sheet Wave Characteristics of Water Spray from a Fan Spray Nozzle under High Ambient Pressure 国際会議

Proceedings of the Sixteenth International Symposium on Advanced Fluid Information (AFI-2016)　2016年10月11日
Quantitative Temperature Measurement of High Pressure Flame by Using laser Induced Thermal Grating Spectroscopy (LITGS) 国際会議

Proceedings of the Sixteenth International Symposium on Advanced Fluid Information (AFI-2016)　2016年10月11日
The Effects of Unburned-Gas temperature and Heat Loss on the Dynamics of Premixed Flames-Fracral Analysis of Flame Fronts- 国際会議

Proceedings of the Sixteenth International Symposium on Advanced Fluid Information (AFI-2016),　2016年10月11日
Combustion Characteristics of Ammonia/air Flames for a Model Swirl Burner and an Actual Gas Turbine Combustor 国際会議

13th Annual 2016 NH3 Fuel Conference　2016年9月19日
Development of Ammonia / Natural Gas Dual Fuel Gas Turbine Combustor 国際会議

13th Annual 2016NH3 Fuel Conference　2016年9月19日
Power generation and Flame Visualization of Micro Gas Turbine Firing Ammonia or Ammonia-Methane Mixture 国際会議

13th Annual 2016 NH3 Fuel Conference,　2016年9月19日
超音速流におけるパイロン付きキャビティー保炎器に関する研究

第60回宇宙科学技術連合講演会　2016年9月7日
Numerical Investigation on Emission Reduction Characteristics of Turbulent Swirl Flames for Ammonia/air Mixture 国際会議

36th International Symposium on Combustion　2016年8月5日
Effects of NH3 Addition on the Laminar Burning Velocity and Markstein Length of CH4-Air Premixed Flames 国際会議

36th International Symposium on Combustion,　2016年8月4日
Flame Structure and Burning Velocity of Ammonia/Hydrogen/Air Turbulent Premixed Flames 国際会議

36th International Symposium on Combustion　2016年8月4日
Extinction Characteristics of Counterflow Premixed Flames for Ammonia/air, Methane/air and Their Mixtures 国際会議

36th International Symposium on Combustion　2016年8月2日
Blow-Off Limit of Ethanol Spray Flame in Swirl Flow Using a Pre-Filming Air-Blast Atomizer at Elevated Pressure 国際会議

36th International Symposium on Combustion　2016年8月1日
Performances and Emission Characteristics of NH3-air and NH3-CH4-air Combustion Gas Turbine Power Generations 国際会議

36th International Symposium on Combustion　2016年8月1日
Supersonic Combustion Using Pre-Combustion Gas Injection from a Bottom Single Hole into a Cavity Flameholder 国際会議

36th International Symposium on Combustion　2016年8月1日
Micro Gas Turbine Firing Ammonia 国際会議

roceedings of ASME Turbo Expo 2016　2016年6月17日
Ammonia-fired gas turbine power generation system 国際会議

Proceedings of the 21st World Hydrogen Energy Conference 2016　2016年6月15日
Stabilization and Emission Characteristics of Ammonia/air Premixed Flames in Swirling Flows 国際会議

Proceedings of the 21st World Hydrogen Energy Conference 2016　2016年6月15日
Numerical Investigation on the Emission Reduction Characteristics of the Turbulent Premixed Ammonia/air Flames Stabilized by a Swirl Burner

第53回日本伝熱シンポジウム　2016年5月25日
A Study of Cavity Combustion for Pre-burnt Injection Gas from a Single Hole in Supersonic Air Stream 国際会議

Proceedings of the First Pacific Rim Thermal Engineering Conference　2016年3月17日
Extinction Characteristics of Ammonia/Air Counterflow premixed Flames at Various Pressures 国際会議

Proceedings of the First Pacific Rim Thermal Engineering Conference,　2016年3月16日
キャビティー保炎器内部への予燃焼ガス単孔噴射を用いた超音速燃焼に関する研究

日本航空宇宙学会北部支部2016年講演会ならびに第17回再使用型宇宙推進系シンポジウム　2016年3月9日
エネルギーキャリアーアンモニア直接燃焼の科学と技術

日本エネルギー学会触媒学会合同シンポジウム　2016年1月29日
カーボンフリーアンモニア燃焼 –SIP エネルギーキャリアプロジェクトにおける取り組み

第53回燃焼シンポジウム　2015年11月18日
スワールバーナにおけるアンモニア・都市ガス混焼の基礎特性

第53回燃焼シンポジウム　2015年11月
高低温度環境におけるセル状予混合火炎のダイナミクス-流体力学的効果と拡散・熱的効果による固有不安定性

第53回燃焼シンポジウム　2015年11月
Intrinsic Instabilities of Premixed Flames with High Lewis-Number Reactants and Intermediate Products 国際会議

Fifteenth International Symposium on Advanced Fluid Information　2015年10月
Liquid Film Breakup and Atomization of Water Spray Jet under High Ambient Pressure 国際会議

Fifteenth International Symposium on Advanced Fluid Information　2015年10月
Combustion Characteristics of Ammonia/natural Gas Dual Fuel Burner for Gas Turbine Combustor 国際会議

2015 NH3 Fuel Conference, Argonne National Laboratory, United States　2015年9月
High-Pressure Turbulent Premixed Combustion of Biofuels 国際会議

10th Asia-Pacific Conference on Combustion, Beijing China　2015年7月22日
High-Pressure Combustion Test Facilities in IFS and Recent Progress in Experimental Research at High Pressure 国際会議

High-Pressure and High-Reynolds Combustion Workshop, King Abdullah University of Science and Technology, Saudi Arabia　2015年3月24日
Determination of the Entrainment and Dilution Characteristics in Confined Flames on NOx Emission

第52回燃焼シンポジウム　2014年12月
Effects of Liquid Properties on Atomization Behavior and Characteristics of an Airblast Atomizer in a High Pressure Environment

第52回燃焼シンポジウム　2014年12月
高圧Ｈ2/Ｏ2噴流拡散火炎に対するＯＨ-ＰＬＩＦ計測の適用に関する研究

第52回燃焼シンポジウム　2014年12月
高圧環境における石炭改質ガス乱流予混合火炎の排出ガス特性に関する研究

第52回燃焼シンポジウム　2014年12月
高圧環境下におけるアンモニア空気予混合火炎の層流燃焼特性

第52回燃焼シンポジウム　2014年12月
超音速燃焼におけるオゾン添加による保炎性能向上に関する研究

第52回燃焼シンポジウム　2014年12月
予混合火炎の不安定性に及ぼす中間生成物の影響：二段反応に基づく流れ場の数値シミュレーション

第52回燃焼シンポジウム　2014年12月
高圧下におけるアンモニア/水素/空気予混合火炎の燃焼特性

第25回内燃機関シンポジウム　2014年11月
水素添加アンモニア/空気予混合火炎の燃焼特性に関する研究

日本機械学会熱工学コンファレンス2014　2014年11月
Atomizing Characteristics of Water and Liquid Nitrogen Jets under High Pressure Environment 国際会議

Fourteenth International Symposium on Advanced Fluid Information (AFI/TFI-2014)　2014年10月
Combustion Enhancement by Ozone Addition in Supersonic Flow 国際会議

Eleventh International Conference on Flow Dynamics (11th ICFD 2014)　2014年10月
Effects of Intermediate Species on Flame Instability in Turbulent Premixed Flames of Propanol Isomers at High Pressure 国際会議

Eleventh International Conference on Flow Dynamics (11th ICFD 2014)　2014年10月
Effects of Liquid Properties on Airblast Atomization in a High Pressure Environment 国際会議

Eleventh International Conference on Flow Dynamics (11th ICFD 2014)　2014年10月
Experimental and Numerical Investigations of Laminar Burning Velocity of Ammonia/air Premixed Flames 国際会議

Eleventh International Conference on Flow Dynamics (11th ICFD 2014)　2014年10月
Interaction between Incident Shock Wave and Pre-combustion Gas Injection from a Ramp Injector in Supersonic Flow 国際会議

Eleventh International Conference on Flow Dynamics (11th ICFD 2014)　2014年10月
OH-PLIF Measurements of GH2/GO2 Diffusion Flames Using Higher Electron Excitation Bands 国際会議

Eleventh International Conference on Flow Dynamics (11th ICFD 2014)　2014年10月
The Effects of Intermediate Product on the Intrinsic Instability of Premixed Flames with High Lewis Number Reactant 国際会議

Fourteenth International Symposium on Advanced Fluid Information (AFI/TFI-2014)　2014年10月
Effects of Ambient Pressure and Liquid Properties on Atomization Characteristics of an Airblast Atomizer 国際会議

26th European Conference on Liquid Atomization & Spray Systems　2014年9月
Fundamental Characteristics of Ammonia/Air Premixed Laminar Flames 国際会議

2014 NH3 Fuel Conference　2014年9月
球状に伝播するアンモニア空気予混合火炎の層流燃焼特性

日本機械学会2014年度年次大会　2014年9月
On the Role of Intermediate Species in Turbulent Premixed Combustion of Propane and Prpanol Isomers at High Pressure 国際会議

35th International Symposium on Combustion　2014年8月8日
Effects of Ambient Pressure on Atomization Behavior of Airblast Atomizer 国際会議

35th International Symposium on Combustion　2014年8月6日
NO Formation/Reduction Mechanisms of Ammonia/Air Premixed Laminar Flames at Various Equivalence Ratios and Ambient Pressures 国際会議

35th International Symposium on Combustion　2014年8月6日
Interaction Between Pre-Combustion Gas Injection From a Ramp Injector and Incident Shockwave in Supersonic Flow 国際会議

35th International Symposium on Combustion　2014年8月5日
Laminar Burning Velocity and Markstein Number of Spherically Propagating Ammonia/Air Premixed Flames 国際会議

35th International Symposium on Combustion　2014年8月5日
The Effects of Unburned-gas Temperature on Intrinsic Instabilities of 3-D Premixed Flames 国際会議

35th International Symposium on Combustion　2014年8月4日
2ラインOH-PLIFによるエッジフレームの温度計測

日本航空宇宙学会北部支部2014年　2014年3月
超音速流において衝撃波干渉するキャビティー保炎器下流の火炎構造に関する研究

日本航空宇宙学会北部支部2014年　2014年3月
Characteristics of Ammonia/air Laminar Premixed Flames and NO Formation/Reduction Mechanism 国際会議

Taiwan-Japan Fuel Cell-Energy Carrier Workshop　2013年12月
アンモニア予混合火炎の層流燃焼速度およびNOｘ生成持性

第51回燃焼シンポジウム　2013年12月
気流噴射弁の噴霧形成過程に及ぼす雰囲気圧力の影響

第51回燃焼シンポジウム　2013年12月
高圧下におけるプロパノール異性体乱流予混合火炎の火炎構造及び不安定性に関する研究

第51回燃焼シンポジウム　2013年12月
高圧環境におけるCO/H2/CO2/O2乱流予混合火炎構造に及ぼす燃料組成の影響

第51回燃焼シンポジウム　2013年12月
高圧環境における気流噴射弁の噴霧粒径および噴霧形成過程に関する研究

第16回微粒化アジア会議第22回微粒化シンポジウム　2013年12月
三次元予混合火炎の流体力学的不安定性：セル状火炎の特性に及ぼす未燃ガス温度の影響

第51回燃焼シンポジウム　2013年12月
超音速流におけるランプインジェクター下流燃焼領域の衝撃波干渉に関する研究

第51回燃焼シンポジウム　2013年12月
Effects of Ambient Pressure on Liquid Sheet Breakup of Airblast Atomizer 国際会議

Tenth International Conference on Flow Dynamics　2013年11月
Interaction between Incident Shock Wave and Combustion Downstream of Ramp Injector in Supersonic Flow 国際会議

Tenth International Conference on Flow Dynamics　2013年11月
The Effects of the Unburned-Gas Temperature on the Hydrodynamic Instability of Three-Dimensional Premixed Flames 国際会議

The Thirteenth International Symposium on Advanced Fluid Information　2013年11月
高圧環境におけるプロパノール異性体乱流予混合火炎の構造に関する研究

日本機械学会熱工学コンファレンス2013　2013年10月
Effects of CO/H2 ratio on Turbulent Combustion Characteristics for CO/H2/CO2/O2 Mixtures at High Pressure 国際会議

9th Asia-Pacific Conference on Combustion　2013年5月
Effects of Incident Shock Wave on Combustion Downstream of Ramp Injector in Supersonic Flow 国際会議

9th Asia-Pacific Conference on Combustion　2013年5月
Measurement of the instantaneous detailed flame front structure of syngas turbulent premixed flames at high pressure 国際会議

9th Asia-Pacific Conference on Combustion　2013年5月
Numerical Study on the Hydrodynamic Instability of High-Temperature Premixed Flames: Formation of Three-Dimensional Cellular Fronts 国際会議

9th Asia-Pacific Conference on Combustion　2013年5月
高圧環境における気流噴射弁の噴霧形成過程に関する研究

第50回日本伝熱シンポジウム　2013年5月
高温予混合火炎の数値解析：固有不安定性による三次元セル状火炎の形成

第50回燃焼シンポジウム　2012年12月
超音速流におけるキャビティー下流の燃焼領域に及ぼす入射衝撃波の影響

第50回燃焼シンポジウム　2012年12月
OH-PLIF法を用いたぺブル充填層内伝播火炎の局所乱流火炎構造に関する研究

第50回燃焼シンポジウム　2012年12月
高圧環境における気流噴射弁の噴霧特性に関する研究

第50回燃焼シンポジウム　2012年12月
高圧環境における同軸酸素噴流拡散火炎の安定性に及ぼす乱流強化の影響

第50回燃焼シンポジウム　2012年12月
高圧環境におけるアルコール系バイオ燃料の乱流燃焼メカニズムに関する研究

第50回燃焼シンポジウム　2012年12月
高圧環境における同軸酸素噴流拡散火炎の安定化機構

日本機械学会熱工学コンファレンス2012　2012年11月
Combustion Characteristics of Propanol／Air Turbulent Premixed Flames at High Pressur 国際会議

Ninth International Conference on Flow Dynamics (9th ICFD 2012)　2012年9月
Formation of Cellular Fronts in High-Temperature Premixed Flames 国際会議

The Twelfth International Symposiumu on Advanced Fluid Information and Transdisciplinary Fluid Integration (AFI/TFI-2012　2012年9月
Effects of Incident Shock Wave and Cavity on Flameholding in Supersonic Flow 国際会議

Ninth International Conference on Flow Dynamics (9th ICFD 2012)　2012年9月
数値シミュレーションによるストーカ炉内燃焼挙動解析（第二報）

第22回環境工学総合シンポジウム2012　2012年7月
Turbulent premixed flame characteristics of a CO/H2/O2 mixture highly diluted with CO2 in a high-pressure environment 国際会議

34th International Symposium on Combustion,　2012年7月
Turbulent Combustion Characteristics of Propanol Isomers in a High-Pressure Environment 国際会議

34th International Symposium on Combustion　2012年7月
アルコール系バイオ燃料の高圧乱流燃焼特性に関する研究

第49回日本伝熱シンポジウム2012　2012年5月
Atomization Characteristics of an Airblast Atomizer Operated in aHigh Pressure Environment 国際会議

The Eighth KSME-JSME Thermal and Fluids Engineering Conference　2012年3月20日
Flame Front Structure Characteristics of Turbulent Premixed Flames Diluted with CO2 and H2O at High Pressure and High Temperature 国際会議

The Eighth KSME-JSME Thermal and Fluids Engineering Conference　2012年3月19日
Flame Structure and Propagation Mechanism through Meso－Scale Flow Channel Network in a Packed Bed at High Pressure 国際会議

The Eighth KSME-JSME Thermal and Fluids Engineering Conference　2012年3月19日
高温予混合火炎の数値解析：固有不安定性に及ぼす未燃ガス温度とルイス数の影響

日本機械学会北陸信越支部第49期総会・講演会　2012年3月10日
高圧下における石炭改質模擬ガスに対する純酸素予混合乱流燃焼特性

第49回燃焼シンポジウム　2011年12月
高圧下における乱流予混合火炎の火炎面構造解析に関する研究

第49回燃焼シンポジウム　2011年12月
高温高圧下におけるエタノール/空気予混合火炎の燃焼反応機構の解析

第49回燃焼シンポジウム　2011年12月
高温予混合火炎の数値解析：未燃ガス密度一定条件下における火炎面の不安定性

第49回燃焼シンポジウム　2011年12月
数値シミュレーションによるストーカー炉内燃焼挙動解析

第49回燃焼シンポジウム　2011年12月
A Study on Turbulent Premixed Combustion for CO/H2/CO2/O2 Mixture at High Pressure 国際会議

The Eighth International Conference on Flow Dynamics (8th ICFD 2011)　2011年11月
Effects of Elevated Ambient Pressure on Atomization Characteristics of Airblast Atomizer 国際会議

The Eighth International Conference on Flow Dynamics (8th ICFD 2011)　2011年11月
Instability of High-Temperature Premixed Flames 国際会議

The Eleventh International Symposiumu on Advanced Fluid Information and Transdisciplinary Fluid Integration (AFI/TFI-2011)　2011年11月
Turbulent Combustion of Model Coal-gasification Syngas at High Pressure 国際会議

The Eleventh International Symposiumu on Advanced Fluid Information and Transdisciplinary Fluid Integration (AFI/TFI-2011)　2011年11月
高圧下における石炭改質模擬ガスの純酸素乱流燃焼特性に関する研究

日本機械学会熱工学コンファレンス 2011　2011年10月
高温高圧下におけるエタノール予混合火炎の燃焼メカニズムに関する研究

日本機械学会熱工学コンファレンス 2011　2011年10月
高温予混合火炎の固有不安定性に関する数値解析：未燃ガス密度一定条件下における温度の影響

第48回日本伝熱シンポジウム2011　2011年6月
Effects of Pressure on Laminar Burning Velocity for Fuel-rich CH4/O2 Flames With Steam Dilution 国際会議

8th Asia-Pacific Conference on Combustion　2010年12月
Experimental Study on The Stability of Oxygen-Jet Diffusion Flames at Elevated Pressure 国際会議

8th Asia-Pacific Conference on Combustion　2010年12月
Turbulent Flame Propagation for Preheated CH4/air Mixture in a Packed Pebble Bed at High Pressure 国際会議

8th Asia-Pacific Conference on Combustion　2010年12月
ペブル充填層内を伝播する乱流予混合火炎の基礎特性と雰囲気圧力の影響

第48回燃焼シンポジウム　2010年12月
よどみ点流れ場を用いたポリマーの熱分解反応パラメーター計測法に関する研究

第48回燃焼シンポジウム　2010年12月
高圧下における酸素噴流拡散火炎の安定性に関する研究

第48回燃焼シンポジウム　2010年12月
高圧下における石炭改質模擬ガスを燃料とするCO/H2・CO2/air乱流予混合火炎に関する研究

第48回燃焼シンポジウム　2010年12月
高温予混合火炎数値シミュレーション：固有不安定性に起因するセル状火炎の形成

第48回燃焼シンポジウム　2010年12月
超音速流における衝撃波と干渉する噴流火炎の構造に関する研究

第48回燃焼シンポジウム　2010年12月
Effect of Pressure on Premixed Flame Propagation Mode in a Packed Pebble Bed Reactor 国際会議

The Seventh International Conference on Flow Dynamics (7th ICFD 2010)　2010年11月
The Tenth International Symposium on Advanced Fluid Information and Transdisciplinary Fluid Integration 国際会議

International Symposium on Advanced Fluid Information and Transdisciplinary Fluid Integration (AFI/TFI-2010)　2010年11月
Turbulent Burning Velocity and Flame Structure of CO/H2/CO2Premixed Flames in a High Pressure Environment 国際会議

The Seventh International Conference on Flow Dynamics (7th ICFD 2010)　2010年11月
A Stady on The Stability of Oxygen Jet Diffuson Flames at Elevated Pressure 国際会議

The33rd International Symposium on Combustion　2010年10月
高圧、高当量比条件下におけるCH4/O2/H2O予混合火炎の燃焼反応メカニズムに関する研究

日本機械学会熱工学コンファレンス 2010　2010年10月
高圧環境におけるCO/H２/CO2air乱流予混合火炎の構造に関する研究

日本機械学会熱工学コンファレンス 2010　2010年10月
高温予混合火炎の固有不安定性に及ぼすルイス数の効果

日本機械学会熱工学コンファレンス 2010　2010年10月
Effect of the Incident Shockwave Interacing With Transversal Jet Flow on the Mixing and Combustion 国際会議

The33rd International Symposium on Combustion　2010年8月
Flame Structure and Radiation Characteristics of CO/H2/CO2/air Turbulent Premixed Flames at High Pressure 国際会議

The33rd International Symposium on Combustion　2010年8月
The Effects of Radiation on the Dynamic Behavior of Cellular Premixed Flames Generated by Intrinsic Instability 国際会議

The33rd International Symposium on Combustion　2010年8月
Turbulent Combustion Characteristics of Premixed Gases in a Packed Pebble Bed at High Pressure 国際会議

The33rd International Symposium on Combustion　2010年8月
高温予混合火炎の数値解析：エンタルピー一定条件下における火炎面の不安定性

第47回日本伝熱シンポジウム　2010年6月
流体科学研究所エネルギークラスターの活動と燃焼研究

電力エネルギー未来技術（東北電力）寄附研究部門第Ⅱ期研究教育成果報告会　2010年3月18日
ぺブル充填層における高圧乱流燃焼メカニズムに関する研究

第47回燃焼シンポジウム　2009年12月
高圧下における高次炭化水素詳細反応メカニズムを用いたCH4/O2/H2O層流混合火炎の数値解析

第47回燃焼シンポジウム　2009年12月
高圧下における単一液滴火炎の流速変動に対する応答に関する研究

第47回燃焼シンポジウム　2009年12月
高温高圧下におけるCO2およびH2O希釈乱流予混合火炎の局所曲率と幾何学的構造に関する研究

第47回燃焼シンポジウム　2009年12月
高当量比水蒸気希釈メタン/酸素火炎の高圧下における層流燃焼速度

第47回燃焼シンポジウム　2009年12月
準定常近似に基づく簡略化反応機構によるエタノール火炎の2次元数値計算

第47回燃焼シンポジウム　2009年12月
衝撃波と干渉する壁面噴流場の三次元流れ構造に関する研究

第47回燃焼シンポジウム　2009年12月
非一様速度場を伝播する予混合火炎のダイナミクス：固有不安定性と放射の複合効果

第47回燃焼シンポジウム　2009年12月
A Study of Turbulent Combustion Mechanism in a Packed Pebble Bed at High Pressure 国際会議

Sixth International Conference on Flow Dynamis　2009年11月
Dynamics of Premixed Flames Propagating in Non-Uniform Velocity Fields:Combined Effects of Intrinsic Instability and Radiation 国際会議

AFI/TFI-2009　2009年11月
Estimation of Kinetic Parameters of Polymer Pyrolysis in High-Temperature Air Combustion Combining Experiment and Numerical Analysis 国際会議

Sixth International Conference on Flow Dynamis　2009年11月
Microgravity Experiment and Numerical Simulation on Droplet Combustion in Varying Forced Convection at Elevated Pressure 国際会議

Sixth International Conference on Flow Dynamis　2009年11月
高圧下変動速度場における液滴燃焼速度定数増大のメカニズムについて

日本機械学会熱工学コンファレンス2009　2009年11月
Characteristics of Flow Field Around Wall Injection Interacting with Incident Shock Wave in Supersonic Airstream 国際会議

7th World Conference on Experimental Heat Transfer, Fluid Mechanics and Thermodynamics　2009年6月
Recent Progress in High-Pressure Combustion Research 国際会議

7th Asia-Pacific Conference on Combustion　2009年5月27日
Generation of a Reduced Kinetic Mechanism of Ethanol and Application to 1-d and 2-d Numerical Simulations 国際会議

7th Asia-Pacific Conference on Combustion　2009年5月
Numerical Analysis of CH4/O2 Premixed Flames Diluted by Superheated Steam at High Pressure 国際会議

7th Asia-Pacific Conference on Combustion　2009年5月
衝撃波と干渉する噴流場の三次元構造

日本航空宇宙学会北支部2009年講演会ならびに　2009年3月
PTVおよびPLIF同時計測によるしわ状層流火炎の挙動に関する研究

第46回燃焼シンポジウム　2008年12月
Unsteady Behavior of Single Droplet Combustion in Oscillatory Flow Field under Microgravity Condition 国際会議

The Eighth International Symposium on Advanced Fluid Information and Transdisciplinary Fluid Integration　2008年12月
高温高圧下における水蒸気希釈乱流予混合火炎の構造と排出ガス特性

第46回燃焼シンポジウム　2008年12月
超音速流における衝撃波と干渉する噴流場に関する実験および数値解析

第46回燃焼シンポジウム　2008年12月
予混合火炎のダイナミクスに及ぼす放射の影響：固有不安定性と放射の複合効果

第46回燃焼シンポジウム　2008年12月
BIRURCATIONS OF STRETCHED PREMIXED FLAME STABILIZED BY A HOT WALL 国際会議

32nd international Symposium on Combustion　2008年8月
Dilution Effects of Superheated Water Vapor on Turbulent Premixed Flames at High Pressure and High Temperature 国際会議

32nd International Symposium on Combustion　2008年8月
Microgravity Experiments of Single Droplet Combustion in Oscillatory Flow at Elevated Pressure 国際会議

32nd international Symposium on Combustion　2008年8月
衝撃波と干渉する噴流場の構造に関する実験および非定常数値解析

日本航空宇宙学会北部支部講演会　2008年3月
衝撃波と干渉する噴流場の構造に関する実験および非定常数値解析

日本航空宇宙学会北部支部　2008年3月
微小重力環境を利用した高圧下における液滴火炎の流速変動への応答に関する研究

第24回宇宙利用シンポジウム　2008年1月
Effects of Flame Stretch and Heat Loss on Local Burning Velocities for Two-dimensional Bunsen Flames 国際会議

Yasuhiro Ogami, Hisashi Nakamura, Hideaki Kobayashi

The Seventh International Symposium on Advanced Fluid Information　2007年12月14日
The Mechanism of Response Time Delay to the Flow Oscillation in Unsteady Droplet Combustion under Microgravity at High Pressure 国際会議

Mehdi Jangi, Shoichi Hasegawa, Satoru Sakurai, Yasuhiro Ogami, Kentaro Yoshinaga, Hisash Nakamura, Hideaki Kobayashi

The Seventh International Symposium on Advanced Fluid Information　2007年12月14日
PTV Measurement and Numerical Simulation of Wall Injection Interacting with Incident Shock Wave in Supersonic Flow 国際会議

Shunsuke Ishida, Naoki Sato, Hisashi Nakamura, Yasuhiro Ogami, Hideaki Kobayashi

The Seventh International Symposium on Advanced Fluid Information　2007年12月14日
よどみ点流れにおけるポリプロピレン燃焼に対する酸化剤の温度及び組成の影響

吉永健太郎, 小林秀昭

第45回燃焼シンポジウム　2007年12月5日
微小重力高圧下の非定常強制対流場における液滴燃焼－準定常理論の有効性限界について－

Mehdi Jangi, 長谷川翔一, 櫻井悟, 大上泰寛, 中村寿, 吉永健太郎, 小林秀昭

第45回燃焼シンポジウム　2007年12月5日
高温高圧下における水蒸気希釈乱流予混合火炎に関する研究

矢田創一郎, 金子秀明, 大上泰寛, 小林秀昭

第45回燃焼シンポジウム　2007年12月5日
エタノール簡略化反応機構の多次元数値解析への適用に関する研究

奥山昌紀, 川瀬雅大, 大上泰寛, 中村寿, 小林秀昭

第45回燃焼シンポジウム　2007年12月5日
壁面噴射場における燃焼と流れ場の非定常性に及ぼす入射衝撃波の影響について

中村寿, 佐藤直樹, 石田俊輔, 先光吉宗, 小林秀昭

第45回燃焼シンポジウム　2007年12月5日
入射衝撃波と干渉する水素壁面噴射場の保炎機構に関する研究

佐藤直樹, 石田俊輔, 中村寿, 大上泰寛, 小林秀昭

第45回燃焼シンポジウム　2007年12月5日
メタン層流予混合火炎の水蒸気希釈による影響

大上泰寛, 玉置裕一, 熊上学, 小林秀昭

第45回燃焼シンポジウム　2007年12月5日
微小重力高圧環境下における単一液滴燃焼の流速変動への応答

小林秀昭, 長谷川翔一, 大上泰寛, Mehdi Jangi, 吉永健太郎, 中村寿

熱工学コンファレンス2007　2007年11月23日
Effects of Water Vapor Dilution on Turbulent Premixed Flames at High Pressure and High Temperature 国際会議

Soichiro Yata, Hideaki Kobayashi, Yasuhiro Ogami

Fourth International Conference on Flow Dynamics　2007年9月26日
A Study of Flow Field of Wall Injection Interacting with Incident Shock Wave Using PTV and Numerical Simulation 国際会議

Syunsuke Ishida, Naoki Sato, Hisashi Nakamura, Yasuhiro Ogami, Hideaki Kobayashi

Fourth International Conference on Flow Dynamics　2007年9月26日
Reduced Kinetic Mechanism of Ethanol for Multi-dimensional Combustion Analysis 国際会議

Masaki Okuyama, Masao Kawase, Yasuhiro Ogami, Hisashi Nakamura, Hideaki Kobayashi

Fourth International Conference on Flow Dynamics　2007年9月26日
Effects of Air Dilution with N2, H2O and CO2 on Regression and Extinction of Polypropylene Combustion in Stagnation Point Flow 国際会議

Kentaro Yoshinaga, Hideaki Kobayashi

Fourth International Conference on Flow Dynamics　2007年9月26日
Effect of the Location of an Incident Shock Wave on Combustion of Hydrogen Crossflow Jet in Supersonic Airstream 国際会議

Hisashi Nakamura, Naoki Sato, Hideaki Kobayashi

The 2nd SNU-TU Joint Workshop on Next Generation Aero Vehicle　2007年6月18日
Unsteady Behavior of Droplet Combustion in Varying Force Convection at High Pressure in Microgravity - Hysteresis of Burning Rate Constant - 国際会議

Mehdi Jangi, Satoru Sakurai, Shoichi Hasegawa, Yasuhiro Ogami, Kentaro Yoshinaga, Hisashi Nakamura, Hideaki Kobayashi

The 2nd SNU-TU Joint Workshop on Next Generation Aero Vehicle　2007年6月18日
PTV計測を用いた衝撃波と干渉する壁面噴射場の保炎機構の研究

佐藤直樹, 中村寿, 石田俊輔, 大上泰寛, 小林秀昭

日本航空宇宙学会北部支部20周年記念講演会　2007年3月7日
ブンゼン火炎の局所燃焼速度に対する熱損失及び伸長の影響

大上泰寛, 中村寿, 小林秀昭

第44回燃焼シンポジウム　2006年12月6日
超音速流における水素垂直噴射場の燃焼に及ぼす入射衝撃波の影響

中村寿, 佐藤直樹, 小林秀昭, 升谷五郎

第44回燃焼シンポジウム　2006年12月6日
高圧下における水素添加乱流予混合火炎に関する研究

金子秀明, 矢田創一郎, 大上泰寛, 小林秀昭

第44回燃焼シンポジウム　2006年12月6日
微小重力環境を利用した高圧下の液滴燃焼における空気流速変動の影響に関する研究

櫻井悟, Mehdi Jangi, 大上泰寛, 小林秀昭

第44回燃焼シンポジウム　2006年12月6日
非一様速度場を伝播する予混合火炎の動的挙動－乱れ強さの影響－

門脇敏, 狩野秀太, 小林秀昭

第44回燃焼シンポジウム　2006年12月6日
高圧環境下の予混合燃焼における水素添加の影響

小林秀昭, 金子秀明, 矢田創一郎, 大上泰寛

日本機械学会熱工学コンファレンス2006　2006年11月24日
Numerical Study of Gas Radiation Effects of High-Temperature Air Diluted With H2O And CO2 on Polypropylene Combustion 国際会議

Kentaro Yoshinaga, Hideaki Kobayashi

1st Japan Korea Student Workshop　2006年11月13日
Experimental and Numerical Study of Polypropylene Combustion in High-temperature Air diluted with Carbon Dioxide and Water Vapor 国際会議

Kentaro Yoshinaga, Hideaki Kobayashi

3rd International Conference on Flow Dynamics　2006年11月7日
Microgravity Experiments on the Effects of Air-flow Variation on Droplet Combustion at High Pressure 国際会議

Mehdi Jangi, Satoru Sakurai, Yasuhiro Ogami, Hideaki Kobayashi

3rd International Conference on Flow Dynamics　2006年11月7日
Microgravity Experiments on the Effect of Air-flow Variation on Droplet Combustion at High Pressure 国際会議

Mehdi Jangi, Satoru Sakurai, Yasuhiro Ogami, Hideaki Kobayashi

6th International Symposium on Advanced Fluid Information: AFI-2006　2006年10月
Gas Dilution Effects on Turbulent Premixed Flames at High Pressure and High Temperature 国際会議

10th International Workshop on Premixed Turbulent Flames　2006年8月12日
Effect of an Incident Shock Wave on Hydrogen Combustion for Wall Injection in Supersonic Flow 国際会議

Hisashi Nakamura, Naoki Sato, Hideaki Kobayashi, Goro Masuya

31st International Symposium on Combustion　2006年8月6日
Numerical Study of Polypropylene Combustion in High Temperature Oxidizer diluted with H2O and CO2 国際会議

Kentaro Yoshinaga, Hideaki Kobayashi

31st International Symposium on Combustion　2006年8月6日
Combustion of Hydrogen Jet in Supersonic Air Flow with Incident Shock Wave 国際会議

Hisashi Nakamura, Naoki Sato, Hideaki Kobayashi, Goro Masuya

Tohoku-SNU Joint Workshop on Next Generation Aero Vehicle　2006年7月27日
Experimental Study of Turbulent Premixed Flames Diluted with CO2 at High Pressure and High Temperature 国際会議

NRL Workshop on Combustion Dynamics in Aerospace Propulsion Engines　2006年6月23日
Integration Method of Particle Tracking Velocimetry and Numerical Simulation to Control Supersonic Combustion 国際会議

Hisashi Nakamura, Naoki Sato, Hideaki Kobayashi

3rd International Symposium on Transdisciplinary Fluid Integration　2006年6月12日
入射衝撃波の位置が壁面噴射場における燃焼と流れ場に及ぼす影響について

中村寿, 佐藤直樹, 小林秀昭, 升谷五郎

日本航空宇宙学会北部支部２００６年講演会および第7回再使用型宇宙推進系シンポジウム　2006年3月9日

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産業財産権 1

固体粒子供給装置および固体粒子濃度調整方法とその製造方法

小林秀昭, 佐藤直樹, 中村寿

特許登録第 4625960 号

産業財産権の種類: 特許権

共同研究・競争的資金等の研究課題 42

高温・高圧環境におけるアンモニアの層流火炎構造と乱流燃焼機構の解明

早川晃弘, 小林秀昭, COLSON SOPHIE

提供機関：Japan Society for the Promotion of Science

制度名：Grants-in-Aid for Scientific Research

研究種目：Grant-in-Aid for Scientific Research (B)

研究機関：Tohoku University

2021年4月1日～ 2024年3月31日

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東北大学流体科学研究所の高圧燃焼試験設備を用いて，予混合気温度573 K，圧力が0.3 MPaおよび0.5 MPaの高圧環境下までアンモニア／空気予混合気の乱流燃焼実験を行った．まず，熱線流速計を用いて乱流特性を評価した．次に，乱流燃焼実験を行った．予混合気温度を高くすることによって，燃焼速度の遅いアンモニア／空気火炎であってもバーナー上に定在させる事に成功した．アンモニア／空気乱流予混合火炎の瞬時火炎構造を，OH-平面誘起蛍光計測（OH-PLIF）により計測した．この結果，アンモニア／空気乱流予混合火炎の火炎構造はメタン／空気乱流予混合火炎や水素／アンモニア／空気乱流予混合火炎と比較して火炎面にカスプ構造が観察されず，また火炎面の凹凸スケールが大きく滑らかな形状であることが分かった．次に，得られた瞬時断面構造から平均反応進行変数を評価し，その等値面から乱流燃焼速度を求めた．層流燃焼速度で無次元化した乱流燃焼速度ST/SLの値は，層流燃焼速度で無次元化した乱れ強さu’/SLが大きくなるにつれて大きくなった．また本研究では当量比0.8および0.9の条件で乱流燃焼速度を評価したが，無次元化した乱流燃焼速度特性に及ぼす当量比の影響は本研究の範囲内では観察されなかった．また，同一のu’/SLにおいては，圧力が高い0.5 MPaの条件の方がST/SLの値は大きくなった．これは高圧条件で火炎面形状が複雑化したため，火炎表面積が増大したためであると考えられる．以上のように，令和３年度は高温・高圧環境におけるアンモニア／空気乱流予混合火炎の火炎構造および乱流燃焼特性を実験的に明らかにすることができた．
高温高圧下における液体アンモニアおよびアンモニア水溶液の噴霧燃焼実現と現象解明

小林秀昭, 早川晃弘

2020年4月1日～ 2023年3月31日

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本研究は，CO2を排出しない無機燃料である液体アンモニア(NH3)ならびに質量濃度47%までのアンモニア水溶液の高温高圧下における直接噴霧燃焼を実現し，減圧沸騰蒸発過程を有する噴霧燃焼の現象解明を行う．アンモニアは水素と並ぶCO2無排出燃料であると共に，水素に比較して保存や輸送が容易であるという優れた特徴を有している．高圧ボンベに貯蔵された液体アンモニアを加温・再加圧することなく直接噴霧燃焼させた場合の高温高圧下の乱流火炎構造と火炎安定条件，排ガス特性を実験的に明らかにし，アンモニアガスタービンへの応用に向けた基礎データを取得する．さらに，液体アンモニア噴霧燃焼をレファレンスとしてアンモニア水溶液の噴霧燃焼研究を行うことで，新しいカーボンフリー燃焼の学理構築に資する．令和３年度は，接線スワーラを内蔵した燃焼器において，昨年度成功した質量濃度30%までのアンモニア水溶液の常温空気およびメタン混焼による火炎安定化成功，レファレンスとして実施した600 Kまで予熱した空気流に対する液体アンモニア噴霧の火炎安定化成功を受けて，火炎安定化メカニズムを噴霧構造の観点からより詳細に明らかにする実験と数値解析を実施した．実験では，ホロコーンノズルによる減圧沸騰を生じる液体アンモニア噴霧と減圧沸騰を生じない水噴霧との微粒化過程の違いの可視化，ならびにダブルパルスレーザーの光干渉縞を利用して空間粒子密度の高い噴霧からの２次散乱光の影響を抑制してレーザートモグラフィーを可視化できるSLIPI法の実施，数値解析では，液体アンモニアの減圧沸騰を解析できる数理モデルを用いた非燃焼時の液体アンモニア噴霧構造の可視化，ならびに水素混焼によるアンモニア噴霧燃焼の３次元数値解析を実施した．
高圧ロケット燃焼における気液混相拡散火炎のレーザー誘起蛍光計測の研究

小林秀昭, 早川晃弘

提供機関：Japan Society for the Promotion of Science

制度名：Grants-in-Aid for Scientific Research

研究種目：Grant-in-Aid for Challenging Research (Exploratory)

研究機関：Tohoku University

2020年7月30日～ 2022年3月31日

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ロケット燃焼を想定した高温高圧環境下の気液混相水素燃焼OH-平面レーザー誘起蛍光計測の技術開発を行った．5.0 MPaまでの環境でガスH2/O2拡散火炎を形成してOH(2,2)蛍光バンド計測を実施しS/N比が4を上回る鮮明な火炎構造を取得できた．3.0 MPaにおける気液混相ガス水素/液体酸素燃焼では，OH(2,2)蛍光バンド計測を適用しS/N比が 2程度で火炎構造観察が可能となった．酸素濃度60%まで酸素富化した0.5 MPaまでのメタン/酸素/窒素予混合気の燃焼実験では，OH(2,0)バンド励起および双方向LIF手法を組み合わせてOH濃度定量計測を実施し，数値解析結果と良い一致を得た．
高温高圧環境下におけるアルコール系C3・C4混合バイオ燃料の乱流燃焼機構の解明

小林秀昭, 早川晃弘

提供機関：Japan Society for the Promotion of Science

制度名：Grants-in-Aid for Scientific Research Grant-in-Aid for Scientific Research (B)

研究種目：Grant-in-Aid for Scientific Research (B)

研究機関：Tohoku University

2017年4月1日～ 2020年3月31日

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本研究課題は，燃焼科学の先端研究分野である高温高圧乱流燃焼において，非食料バイオマスから生産されるアルコール系C3，C4バイオ燃料およびその混合燃料の乱流燃焼機構を明らかにし，極限環境乱流燃焼の学理構築を図りCO2排出削減燃焼技術へ寄与することを目的とする．具体的にはエンジン燃料として有効なプロパノール異性体，ブタノール異性体ならびにそれら混合燃料の乱流予混合火炎を高温高圧下で安定化させ，１）乱流燃焼速度および乱流火炎構造，２）中間化学種CH2O，NO，OHのレーザー計測による局所濃度分布，３）燃焼排出ガス組成を明らかにし，アルコール系C3・C4バイオ燃焼に対する乱流燃焼の異性体効果，混合組成効果，温度圧力依存性に対し，反応動力学と局所火炎不安定性原理に基づくメカニズム解明を行う．平成30年度は、前年度に燃焼試験を実施した液体燃料蒸発装置が組み込まれた高圧燃焼試験設備の大型燃焼容器に加え，装置ハンドリングに優れた最大圧力1.0 MPaの小型高圧容器を用い，C3アルコール燃料であるn-プロパノール，iso-プロパノール， C4アルコール燃料である1-ブタノール， iso-プロパノールを用い0.3 MPaまでの高圧環境で乱流予混合火炎を安定化させ，OH-PLIF, CH2O-PLIF同時計測に成功した．その結果，CH2Oの方がOHよりも上流側に分布していることが確認され，1次元数値解析と同様の結果を得て数値解析の妥当性が示された．更に，OH-PLIF, CH2O-PLIFのオーバーラップから発熱領域を特定することに成功するとともに，CH2O分布からC2H2, C2H4分布を推定し，異性体バイオ燃料における中間化学種拡散効果を検討した.
ロケット燃焼計測における高エネルギーバンド励起レーザー誘起蛍光法の分光学的開発

小林秀昭, 早川晃弘

提供機関：Japan Society for the Promotion of Science

制度名：Grants-in-Aid for Scientific Research Grant-in-Aid for Challenging Exploratory Research

研究種目：Grant-in-Aid for Challenging Exploratory Research

研究機関：Tohoku University

2015年4月1日～ 2017年3月31日

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ロケット燃焼に対するOH-平面レーザー誘起蛍光計測を実現するため，高エネルギーOH(2,0) バンド励起計測手法を開発した．本励起手法を利用することで，高強度なOH(0,0)バンド自発光の干渉を排除しOH(2,1)バンド蛍光を取得可能であり，世界的にも希少な最高5.9 MPaにおけるH2/O2噴流拡散火炎の2次元瞬時OH分布取得に成功した．さらに計測定量化を目的とし，高圧高温燃焼条件に対応する計測較正用バーナの開発を行った．最高0.49 MPaにおいて火炎温度が2900 K程度に達するCH4/O2/N2層流火炎の安定化に成功し，計測較正バーナの設計要件を満たすことが示された．
高温高圧環境における次世代Ｃ４バイオ燃料異性体の乱流燃焼機構と排出ガス特性の解明

小林秀昭, 早川晃弘

提供機関：Japan Society for the Promotion of Science

制度名：Grants-in-Aid for Scientific Research Grant-in-Aid for Scientific Research (B)

研究種目：Grant-in-Aid for Scientific Research (B)

研究機関：Tohoku University

2014年4月1日～ 2017年3月31日

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次世代Ｃ４バイオ燃料であるブタノール異性体の高温高圧乱流燃焼特性を明らかにするため1.0 MPaまでの高圧下でn-Butanolおよびiso-Butanol乱流火炎のOH-PLIF可視化を行い，乱れ強さが小さい場合n-Butanolの最大火炎面密度がiso-Butanolよりも小さくなる異性体効果を見出した． NO-PLIFとOH-PLIF同時計測実験にも成功した．Butanol とButaneの計４種の異性体火炎に対しCOとNO排出濃度を計測し，Butanolは含酸素効果によるCO低減と共にNO排出も小さくn-Butaneが最も大きいことを見出し反応経路解析によりメカニズムを考察した．
革新的ソニックブーム低減技術の地上実証研究

大林茂, 小林秀昭, 浅井圭介, 永井大樹, 小川俊広, 斎藤務, 川添博光, 千葉一永, 沼田大樹

提供機関：Japan Society for the Promotion of Science

制度名：Grants-in-Aid for Scientific Research

研究種目：Grant-in-Aid for Scientific Research (A)

研究機関：Tohoku University

2011年4月1日～ 2015年3月31日

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本研究では，超音速複葉翼理論に基づく実用的な低ブーム超音速機形状を完成させるため，超音速機の設計・評価システムを構築する．特に，流体科学研究所の共用設備である2段軽ガス銃実験設備の改修により3次元形状の自由飛行実験を可能にする地上実験装置を開発し，超高速応答型感圧塗料を用いた圧力の面計測システムの開発，多重極解析手法による圧力波形補正法の開発，力天秤の開発と超音速風洞への導入，ソニックブーム予測技術の開発および非定常最適設計探査手法の提唱を行った．
高圧酸素燃焼における純酸素噴流拡散火炎の構造と安定機構

小林秀昭, 早川晃弘

提供機関：Japan Society for the Promotion of Science

制度名：Grants-in-Aid for Scientific Research Grant-in-Aid for Challenging Exploratory Research

研究種目：Grant-in-Aid for Challenging Exploratory Research

研究機関：Tohoku University

2012年4月1日～ 2014年3月31日

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化学プラント等で用いられる，高圧下の可燃ガス中に純酸素を噴射し混合させる混合器の安全設計と安全な運転技術開発を目指して，高圧下の酸素噴流拡散火炎の特性ならびに安定限界に関する研究を行った．高圧下における主流可燃ガスに対する同軸酸素噴流拡散火炎ならびに垂直酸素噴流拡散火炎の安定限界の計測を行い，同軸噴流場では酸素噴流速が吹き飛びに対して支配的であること，薄いバーナリップ部にも微細な渦が形成されて火炎安定を促進すること，垂直噴流場では対向壁に到達する酸素流が火炎形成に重要な役割を果たすこと，特に高圧下では火炎振動が壁面近くで発生し吹き飛びをもたらすことなどが明らかとなった．
高温高圧環境下における異性体バイオ燃料の乱流燃焼メカニズムの解明

小林秀昭, 早川晃弘, 大上泰寛

提供機関：Japan Society for the Promotion of Science

制度名：Grants-in-Aid for Scientific Research Grant-in-Aid for Scientific Research (B)

研究種目：Grant-in-Aid for Scientific Research (B)

研究機関：Tohoku University

2011年4月1日～ 2014年3月31日

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高温高圧環境における異性体バイオ燃料の乱流燃焼メカニズムを明らかにするため，1-プロパノール，2-プロパノール，プロパン/空気乱流予混合火炎のOH-PLIF計測を行って，火炎面密度および平均領域体積の乱れ強さ依存性を調べた．火炎面密度は2-プロパノール，1-プロパノール，プロパンの順に大きく，従来の反応物質のルイス数効果では説明できない結果を得た．そこで中間生成物質を考慮した２段反応モデルによる固有不安定性解析ならびに詳細反応機構による１次元予混合火炎の数値解析を行い，高圧乱流火炎構造に影響を及ぼす固有不安定性にはC2中間生成物質の熱・物質拡散相互作用の効果が大きいことを明らかにした．
クリーンエネルギーシステムの基盤となる高圧下における改質ガス乱流燃焼の基礎的研究

小林秀昭, WANG JInhua, WANG Jinhua

提供機関：Japan Society for the Promotion of Science

制度名：Grants-in-Aid for Scientific Research Grant-in-Aid for JSPS Fellows

研究種目：Grant-in-Aid for JSPS Fellows

研究機関：Tohoku University

2010年～ 2011年

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本研究は,環境・エネルギー技術の中核である燃焼技術において,パワープラントで高い熱効率が得られるクリーンエネルギーシステムとして将来重要な役割を果たすと期待される,石炭改質ガス複合サイクル(IGCC)におけるガスタービン燃焼に注目する.そのガスタービンの高温高圧環境を模擬した燃焼場における一酸化炭素および水素を主成分とする層流および乱流燃焼機構を解明し,純酸素燃焼によって二酸化炭素回収と貯蔵(CCS)への展開も見据えた基礎研究を実施する. 本年度は,はじめに昨年度実施した層流燃焼速度に関する数値解析結果に基づいて高圧乱流燃焼実験の条件設定を行った.高圧乱流燃焼実験では圧力を0.5MPaおよび1.0MPaとし,石炭改質ガスを模擬してCO_2:65%,H_2:35%の混合燃料に純酸素を混合し当量比を1.0とした.さらに再循環ガスを模擬したCO_2で希釈して所定の層流燃焼速度となる予混合気を用いた.乱流燃焼実験の主な計測内容はOH-PLIF計測であって,取得した火炎断面画像から乱流燃焼速度,火炎面密度の空間分布などを求めた.その結果,石炭改質模擬ガスによる乱流予混合火炎の構造は,従来のメタン・空気乱流予混合火炎に比較して,局所火炎の凹凸の微細化が顕著であり,一方で乱流火炎領域の体積が小さいことがわかった.このことは,IGCCシステムの中核であるガスタービンが予混合燃焼モードで使用される場合,燃焼振動を起こしやすい特性をもつことを意味している.火炎領域の微細化は予混合ガスの熱物性特性や層流燃焼速度,およびWang氏が来日前に本国で行った層流燃焼の予備実験とも一致する結果であり,今後共同研究を進める共通のテーマとなる.
高温高圧下におけるぺブル充填層多孔体内の乱流燃焼メカニズム解明

小林秀昭, 大上泰寛

提供機関：Japan Society for the Promotion of Science

制度名：Grants-in-Aid for Scientific Research Grant-in-Aid for Challenging Exploratory Research

研究種目：Grant-in-Aid for Challenging Exploratory Research

研究機関：Tohoku University

2010年～ 2011年

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高圧環境下においてペブル充填層内火炎伝播実験を行い, 火炎伝播速度の測定および火炎断面構造のOH-PLIF計測を行った. 圧力の増大に伴う火炎伝播モードの変化が観察され, 微細なマトリクス流路であるにもかかわらず, 高圧下では乱流予混合火炎伝播の形態をとることが明らかとなった. また, 火炎伝播限界流速が観測され, 火炎による顕熱発生とペブルへの熱損失との競合により伝播限界が決まることがわかった.
高温高圧環境における一酸化炭素を主成分とする予混合乱流燃焼機構の解明

小林秀昭, 大上泰寛

提供機関：Japan Society for the Promotion of Science

制度名：Grants-in-Aid for Scientific Research Grant-in-Aid for Scientific Research (B)

研究種目：Grant-in-Aid for Scientific Research (B)

研究機関：Tohoku University

2008年～ 2010年

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石炭改質ガスを模擬したCO/H2燃料ガスと空気, または純酸素との混合気を多量のCO2で希釈した予混合気に対し, 高圧環境における乱流予混合火炎を高圧容器内に安定化させた.乱流燃焼速度, 乱流火炎領域体積, 火炎面密度, 輻射強度などを測定し, 天然ガスを想定したCH4/air乱流予混合火炎と比較した結果, 石炭改質模擬ガスに対する乱流火炎は, 火炎面密度と平均火炎領域体積に強く関係する火炎領域の微細化が著しく, 火炎輻射強度も大きく増大することがわかった.
高温・高圧・高濃度水蒸気雰囲気における乱流燃焼メカニズムの研究

小林秀昭, 大上泰寛

提供機関：Japan Society for the Promotion of Science

制度名：Grants-in-Aid for Scientific Research

研究種目：Grant-in-Aid for Scientific Research (B)

研究機関：Tohoku University

2005年～ 2006年

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本研究は,高温・高圧下における高濃度水蒸気を含む低酸素予混合気の乱流燃焼メカニズムを解明し,燃焼ガス再循環を用いた新しい高負荷燃焼方式への応用展開を図ることを目的として企画された.再循環物質は燃焼生成物質であるから,水蒸気,二酸化炭素,窒素であり,特に,水蒸気と二酸化炭素両者の効果を明らかにする研究を段階的に行った.具体的には,燃焼ガスを模擬した水蒸気および二酸化炭素により希釈された高温空気を酸化剤に用い,乱流および層流予混合火炎に対し各種レーザー計測を併用して乱流火炎構造および燃焼速度の計測を行った. 初年度は,二酸化炭素で希釈したメタン・空気乱流予混合火炎の特性を,乱流燃焼速度や平均火炎領域体積によって調べる実験と平行して,新たに,高温空気に水蒸気を連続的に供給する装置を設計・製作した.4本のロッドヒータが挿入された銅製円筒内にステンレススチールウールを詰めた熱交換器を製作し,マスフローコントローラにより水を連続的に供給して熱交換と蒸発を起こさせた.これにより広い水流量範囲で安定に水蒸気を発生させることに成功した.さらに,供給水蒸気が過熱蒸気である場合と湿り蒸気である場合に火炎発光の違いとPLIFおよびPTV計測への影響を明らかにした. 第2年度は,モル分率10%まで空気を水蒸気で希釈した高温酸化剤に対する大気圧および高圧下での燃焼実験を本格的に行った-高温高圧乱流火炎のレーザー計測では,OH-PLIF計測を行い,各水蒸気添加条件に対して,500枚の画像を用いて反応進行変数を求め,それを基に乱流燃焼速度等の導出を行い,二酸化炭素希釈乱流予混合火炎との結果と比較を行って燃焼ガス再循環型ガスタービン燃焼器の特性を予測する基礎データを取得した.乱流燃焼実験と共に,PLIF計測とPTV同時使用した水蒸気希釈環境下の層流燃焼速度測定も行った.その結果,既存の詳細反応モデルによる数値解析結果と比較すると,特に過濃側で実験結果による燃焼速度が数値計算結果を上回り,燃料改質反応が生じることが原因となっている可能性を示した.また,数値解析において過濃燃焼条件下でCO濃度が低下し,排出ガスに対する水蒸気添加効果が表れた.
レーザー駆動管内加速装置:基礎物理の解明と実用展開

佐宗章弘, 谷内哲夫, 小林秀昭, 澤田恵介, 山口滋, 堀澤秀之, 斎藤務

提供機関：Japan Society for the Promotion of Science

制度名：Grants-in-Aid for Scientific Research

研究種目：Grant-in-Aid for Scientific Research (S)

研究機関：Tohoku University

2001年～ 2005年

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研究代表者が独自開発した「レーザー駆動管内加速装置」について、作動実証、インパルス(力積)発生における衝撃波/膨張波/レーザープラズマの干渉とそれが引き起こす流体不安定性などの基礎物理を解明し、さらに推進性能スケール側の確立、アブレーションによる飛躍的な推進性能向上策などを見出し、実用展開への足掛かりを確立した。本装置では、管内閉じ込め効果と適切な作動気体、充填圧力の設定により、従来方式の3倍程度の(運度量結合係数)=(運動量)/(エネルギー)を実現した。衝撃波力学的な考察から、運動量結合係数は作動気体の音速に反比例することを見出し、3種の単原子分子(アルゴン、クリプトン、キセノン)を用いた実験によって検証した。ただしその際、電離電圧の違いによる推進性能の二次的な差異についても捉えることができた。また、作動パラメータは、(充填圧力)*(飛行体実効体積)/(レーザーエネルギー)なる無次元量を用いれば、無次元運動量結合係数(運動量結合係数に作動気体の音速を乗じたもの)特性を一義にあらわすことができることを見出した。この無次元特性量にはレーザープラズマの実効体積に起因する最適値が存在することが、推進性能実験、圧力測定、数値解析から明らかになった。本装置の推進性能向上の可能性を探るため、レーザーアブレーションを利用しインパルス測定を行ったところ、ポリアセタールのアブレーションにより良好な推進性能が得られること、さらにその特性は雰囲気圧力に大きく依存し、100Pa以下の低圧下において大気中よりも大きなインパルスが得られることを見出した。これを有効に利用すれば、本装置の加速管内を真空に保ったまま作動させることも可能であると考えられ、さらに宇宙空間において遠隔から任意のインパルスを発生することができ、宇宙塵対策など、より広い分野へ応用に有望な道が開かれた。
高温・高圧・低酸素雰囲気における乱流燃焼機構の研究

小林秀昭, 大上泰寛, 藤森俊郎, 花井宏尚

提供機関：Japan Society for the Promotion of Science

制度名：Grants-in-Aid for Scientific Research

研究種目：Grant-in-Aid for Scientific Research (B)

研究機関：Tohoku University

2003年～ 2004年

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本研究は,高温・高圧環境における乱流燃焼機構の解明を低酸素乱流燃焼に拡張し,燃焼ガスを再循環した新しい高負荷燃焼方式として応用展開を行うための指針を得ることを目的とする.具体的には,燃焼ガスを模擬して窒素および二酸化炭素により希釈された低酸素空気を酸化剤として用い,乱流予混合火炎および乱流拡散火炎を研究対象として,OHおよびCHラジカル分布計測による乱流火炎構造と反応帯構造の観測,乱流減衰過程の測定,乱流燃焼速度の測定等行った. 乱流拡散火炎の研究においては,最高温度1300Kまで予熱し窒素および二酸化炭素希釈により酸素濃度を4%まで低下させた乱流噴流拡散火炎に対して,PLIF法によるCHラジカル分布を可視化を行った.その結果,高温・低酸素雰囲気の乱流拡散火炎は特にリフト火炎においては小さな燃料塊に分断され,その周りに薄い発熱帯をもつ泡状火炎構造となることをはじめて明らかにすると共に,リフトしない火炎でもNOx排出量が大幅に低下することNOx計測により示した. 乱流予混合火炎の研究においては,573Kまでの高温かつ1.0MPaまでの高圧環境において,体積分率10%までCO_2で空気を希釈して酸素濃度を低下させ,メタンを燃料とし排気ガス再循環を行った予混合型ガスタービン燃焼器内部の条件を模擬した乱流予混合火炎の安定化に成功した.OH-PLIFにより瞬時火炎断面像を解析し,フラクタル解析により火炎領域の最小凹凸スケールに対する火炎の固有不安性効果およびCO_2希釈の影響を確認した.さらに,乱流燃焼速度,火炎領域において時間平均化された生成物質生成速度を求めた.その結果,CO_2希釈による低酸素濃度化は火炎領域体積を増大させ時間平均化された生成物質生成速度を低下させること,すなわち発熱領域が増大して緩やかな熱発生となることが明らかとなった.これは,予混合ガスタービン燃焼器における燃焼不安定性を抑制する重要なファクターであり,本研究で提案した燃焼ガスを再循環した新しい高負荷燃焼方式によるガスタービン燃焼器の可能性を支持する重要な知見である.
二酸化炭素希釈酸化剤を用いた層流浮き上がり拡散火炎の構造と安定機構

小林秀昭, RUAN J

2002年～ 2004年

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本研究では、石炭ガスあるいはバイオマスなど廃棄物の熱分解ガス(CO,H_2とCH_4)の単一ガスおよびそれらの混合物ガス燃料と、CO_2で希釈された酸化剤から構成された層流浮き上がり拡散火炎の火炎構造と安定機構を、実験および詳細な反応機構と輸送特性を考慮した数値解析によって解明することを目的とする。本研究の目的を達成するために、三年度に分けて実行すると計画した。昨年の9月までに、計画の通り研究目標を達成しました。16年度では、前年度に単一燃料ガス(CO,CH_4とH_2)とそれらの混合ガス燃料を用いて層流噴流浮き上がり拡散火炎実験により各種類火炎の基本現象を明らかにした上で、特に一酸化炭素の強い毒があり、高精度な実験が難しくなるので、(CO+CH_4)火炎の燃料比だけ変化につれて発生した新しい現象(Hysteresis現象)を注目し、数値解析で詳細的な研究を行った。(CO+CH_4)火炎は燃料比(CH_4/(CH_4+CO))変化につれて浮き上がり火炎の安定性を解析した。噴流速度を同じに制御した(CO+CH_4)火炎は燃料比変化につれて浮き上がり火炎の安定性(浮き上がり高さ、H_1、で表す、火炎の基部から噴流バーナの出口までの距離)を解析し、Hysteresis現象を数値的に始めて発見した。COとCH_4浮き上がり火炎の構造と安定性において大きいな違いがあり、その要因はメタンと一酸化炭素の化学反応特性の大きいな違いであることを明らかにした。
衝撃波の燃料噴射・燃焼への影響に関する研究

新岡嵩, 花井宏尚, 小林秀昭, 升谷五郎

提供機関：Japan Society for the Promotion of Science

制度名：Grants-in-Aid for Scientific Research

研究種目：Grant-in-Aid for Scientific Research (B)

研究機関：TOHOKU UNIVERSITY

2002年～ 2003年

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本研究は、低飛行マッハ数におけるスクラムジェット燃焼器での燃焼と衝撃波の干渉に関する現象の解明を行うため、代表的な系として壁面からの水素燃料の垂直噴射場に衝撃波を入射させた系を取上げ、実験と数値計算の両面から保炎性能に関する基礎研究を行った。 1.燃料噴射スリットの上流側に衝撃波を入射した場合、剥離衝撃波の発生位置が上流側に移動し、剥離域が拡大した。これにより、主流全温740Kにおいても保炎することができた。低い主流全温・噴射全圧において、特別な保炎器を用いなくとも予燃焼と衝撃波のみで保炎できることを実験的に示した。 2.燃焼数値解析に要求される少メモリ、低演算量、高安定性を満たす数値解析法として、LU-SGS法を改良した。並列化不可能なアルゴリズムであるLU-SGS法を領域分割法で仮想的に並列化し、高い実行性能を得た。 3.数値計算結果は、噴射温度が高く当量比が小さい場合は下流側剥離域に衝撃波を入射した方が燃焼反応は促進されることを示した。このことを実験結果と比較すると、衝撃波発生板を用いない場合よりも小さい当量比において保炎性能が高いことと一致する。しかしながら、上流側剥離域への水素の乱流拡散が十分に解析できなかったため、衝撃波をこの領域に入射した場合の保炎を数値計算で再現することはできなかったが、そのほかの数値計算結果は概ね実験結果を立証することができる。 4.続いて、実験上の制約のため熱閉塞し易いのでスリット噴射を単一孔噴射にして実験を進めた。基本的傾向に違いは生じないが、より高い噴射圧で実験することが可能となった。また、PTVとCFDをリンクすることで、超音速流中の新しい計測法を開発した。
低エミッションエネルギーシステムに適合した高効率酸素分離の研究

圓山重直, 塚田隆夫, 小林秀昭, 上條謙二郎, 藤間克巳, 尾池守

提供機関：Japan Society for the Promotion of Science

制度名：Grants-in-Aid for Scientific Research

研究種目：Grant-in-Aid for Scientific Research (A)

研究機関：Tohoku University

2000年～ 2002年

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本研究は、研究代表者が考案している微細繊維構造体を用いた高効率熱交換器を、低温空気に適用した酸素分離技術に応用し、小型で高効率な酸素分離システムの構築を目指すものである。まず、高効率熱交換器の伝熱性能評価を行った。その結果、繊維媒体熱交換器は、従来の蓄冷材と比較して、数分の1程度の大きさで、98%近い効率を得ることが可能となった。水蒸気の凝結による熱交換器流路の閉塞状態を定量的に予測し、1日1回の乾燥作業で霜の堆積を除去できることがわかった。本システムに空気蒸留塔を設置した場合の空気分離プロセスの高効率化を行った。次に、熱流体機器システムのシミュレーションソフトウェアHYSYS Processを用いて、空気冷却システムに蒸留塔を設置した場合の酸素分離性能の予測を行った。その結果、従来の複式蒸留塔に替わり単式蒸留塔を用いることで、空気の圧縮機および熱交換器でのエクセルギー損失を低減でき、空気分離に必要な所要動力が従来形式に比べて14%削減可能であることがわかった。また、LNG火力発電所での空気分離を想定した場合、LNG冷熱を用いることにより、空気分離に必要な所要動力は、従来と比較して40.7%削減可能である。さらに、本研究で提案した冷熱利用プロセスでは、水蒸気などの空気中の不純物は前段階の再生式熱交換器で処理されるため、これまで困難とされてきた低温圧縮が技術的に可能であると考えられる。この酸素分離システムを燃焼エネルギーシステムに適用した場合の評価を行った結果、パイプラインでの二酸化炭素輸送を想定した場合、石炭ガス火力発電システムで0.9%、天然ガス火力複合発電システムで2.2%の正味効率向上が可能である。この向上は一見わずかに考えられるが、火力発電システムのエネルギー消費は膨大であり、この効率向上の社会的意義は高い。以上の結果から、研究成果は100%以上の目標が達成された。
高温・高圧乱流予混合燃焼の現象解明とモデル化

小林秀昭, 藤森俊郎, 花井宏尚

提供機関：Japan Society for the Promotion of Science

制度名：Grants-in-Aid for Scientific Research

研究種目：Grant-in-Aid for Scientific Research (B)

研究機関：Tohoku University

2000年～ 2001年

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本研究は高温・高圧乱流燃焼の現象解明を目的とし,高圧容器内に安定化された,予熱混合気に対する乱流予混合火炎を研究対象とした。乱流火炎構造の詳細な観測,乱流燃焼速度の測定,Darrieus-Landau不安定性による火炎面の凹凸スケール等の計測を行い,混合気温度および圧力との関係を詳細に調べ,高温・高圧下の乱流燃焼モデル構築を図った. ロッドヒーターおよび銅ブロックから成る空気加熱装置を製作し,高圧容器に内蔵して実験に供した.パッキン類の耐熱性等による制限から最終的に最高圧1.0MPa,最高加熱空気温度573Kに対して実験を行った.燃料にメタン,酸化剤に空気を用い,高温・高圧乱流予混合火炎のOH-PLIF計測を行い,その画像に対してフラクタル解析を実施して火炎の最小凹凸スケールを求めた.混合気が573Kまで予熱された場合においても,最小凹凸スケールはDarrieus-Landau不安定性の特性スケールと強い相関があることがわかった.熱線風速計を用いた高温・高圧乱流に対する詳細な計測を行い,乱流エネルギースペクトルにKolmogorovの相似則が成立することを確認するとともに,高温・高圧乱流においても,Kolmogorovスケールの約10倍の直径の渦管に相当するスケールがDarrieus-Landau不安定性の特性スケールより小さくなると,乱流火炎の凹凸スケールが一定となることを明らかにした.さらに,高温・高圧乱流予混合燃焼において基礎となる層流燃焼速度を実験的に求めるため,PIVとOH-PLIF撮影を同時に行う手法を開発し,実際の計測に適用した.はじめに水素/空気火炎に対する実験を行い,続いて乱流燃焼実験に供したと同様のメタン/空気火炎に実験を拡張した.詳細反応を考慮した数値解析結果と比較し反応速度パラメータを修正し,乱流燃焼実験データの解析に供した. 最後に,高温・高圧下の乱流燃焼速度の測定を画像解析によって行い,層流燃焼速度で規格化された乱流燃焼速度を圧力および乱流レイノルズ数で表すモデル式を導出した.
超音速燃焼流における半導体レーザーを用いた速度・温度・濃度同時計測法の開発研究

小林秀昭, 藤森俊郎, 三谷徹, 花井宏尚, 丸田薫, じゅ詒光

提供機関：Japan Society for the Promotion of Science

制度名：Grants-in-Aid for Scientific Research

研究種目：Grant-in-Aid for Scientific Research (B).

研究機関：Tohoku University

1999年～ 2000年

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本研究は,超音速燃焼流において速度・温度・濃度の同時計測を行うことができる,新しい非接触光学計測法を開発することを目的とした。半導体レーザー光に対するH_2Oによる光吸収法の適用を図り,超音速燃焼計測技術としての実用化を目指した研究を行った。半導体レーザーとして波長1.393μmを中心波長とするInGaSaPレーザを選定した。予想される温度およびH_2O濃度範囲におけるH_2Oの最適吸収線を調べた結果,1300K-2000Kおよび300K-1300Kの温度範囲に対して,2本の吸収線の異なる組み合わせを最適吸収線として選定した。米国の研究協力者と共同で,半導体レーザー光源部の制御系,受光部および計測・制御コードの開発を行うと共に,光ファイバー光学系および受光素子のシステムとしてのマッチング図った。さらに,東北大学流体科学研究所の超音速燃焼風洞において,超音速流での水素火炎安定化が可能な空気吸い込み型ストラット保炎器を風洞測定部に設置し,後流燃焼域の測定を行うためのレーザー光通過窓部を設計製作して燃焼・計測試験を行った。超音速風洞観測部にレーザー光を導入する窓材の選定,火炎からの赤外輻射の影響を取り除くピンホールの設置,測定空間以外のレーザー光路を窒素バージすることにより,測定精度の向上を図った。これらを用いて,超音速空気流に対する非燃焼時および燃焼時の計測試験を行った結果,非燃焼時には,速度および温度は何ら補正を行うことなく数値予測された値と一致するデータが得られた。H_2O濃度は,風洞予熱装置に含まれる水分濃度を差し引くことで良好な結果が得られた。燃焼時においても,レーザー流速計によって測定された平均流速と一致し,H_2O濃度も非燃焼時と同様の補正を加えることで良好な結果が得られた。以上により,本研究によって開発されたシステムは超音速燃焼流の速度・温度・濃度の同時計測が可能な非接触光学計測システムであることが確かめられた。
新型高性能低CO_2排出燃焼器の開発

滝田謙一, 〓詒光, 藤森俊郎, 小林秀昭, 升谷五郎, 滝田謙一

提供機関：Japan Society for the Promotion of Science

制度名：Grants-in-Aid for Scientific Research

研究種目：Grant-in-Aid for Scientific Research (B).

研究機関：Tohoku University

1998年～ 2000年

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本研究では、公害ガス低排出高性能燃焼器の開発をめざし、輻射再吸収効果が期待される燃焼ガス再循環方式を理論的、実験的に研究した。燃焼ガスを模擬するためCO_2を空気中のN_2と置換し、その割合を変化させて添加効果を調べた。輻射吸収長さの減少により輻射再吸収効果が強く現れることを考えて、高圧燃焼容器を用いた高圧雰囲気下での対向流予混合火炎の消炎実験を行い、雰囲気圧力とCO_2の添加効果の関係を調べた。理論的解析の結果において、燃料の可燃限界や燃焼速度に火炎からの輻射熱損失及び未燃ガスへの輻射再吸収が極めて大きな影響を持つことを示した。未燃ガスにCO_2を添加した場合、輻射再吸収効果により、断熱火炎に比べて可燃限界が拡大し、燃焼速度も増大することを示した。さらに、CO_2を少量添加した場合、同じ当量比のCO_2添加無しの混合気よりも燃焼速度が増大する可能性があることを示した。また、輻射再吸収効果は圧力の増大とともに、より顕著になることも示した。上記の解析結果の検証のため、高圧燃焼容器での燃焼実験を行ったが、対向流予混合火炎の消炎伸長率は圧力の増大及びCO_2濃度の増加とともに単調に減少した。本研究の実験条件(圧力0.5MPa,バーナー径15mm)では輻射再吸収効果が必ずしも実験結果に現れなかったが、一方で高圧では流体力学的不安定性により極端に火炎面が不安定化することを見い出した。実用燃焼器の多くが高圧下で燃焼を行っており、その設計には流体力学的不安定性を考慮することが重要であるという知見を得た。
CO_2およびNOx無排出燃焼法の基礎現象解明

新岡嵩, 花井宏尚, 小林秀昭, 丸田薫

提供機関：Japan Society for the Promotion of Science

制度名：Grants-in-Aid for Scientific Research

研究種目：Grant-in-Aid for Scientific Research (B).

研究機関：TOHOKU UNIVERSITY

1998年～ 2000年

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本研究は、CO2希釈燃焼の基礎特性の解明を目的に、CH_4/O_2/CO_2燃焼系による予混合層流火炎および同軸噴流層流拡散火炎の性状について,実験的並びに数値的に解明した。得られた知見は以下のようにまとめられる。 (1)断熱火炎温度が等しい条件でも、CH_4/O_2/CO_2火炎の層流燃焼速度はCH_4/Air火炎に比較して大きく低下する。その最も大きな原因としては熱物性値の違いである。CO_2希釈によるふく射熱損失の増加も考えられるが、可燃限界近傍を除いてはその影響は大きくない。しかし、層流燃焼速度及び火炎温度に対するCH_4/O_2/CO_2火炎のふく射損失の影響はCH_4/Air火炎に比較して大きく、CO_2希釈率の増大とともに、N_2の増大よりも小さな希釈率で燃焼限界が現れる。 (2)SNB(Statistical Narrow-Band)モデルによる非灰色ふく射効果を考慮することにより、CO_2希釈率の増加に伴って、層流予混合火炎の燃焼速度と可燃限界に大きな影響が現れる事が分かった。すなわち、ふく射損失によって可燃限界が出現し、燃焼速度もこの点で最小値を示す。特に圧力の増加に伴って、CH_4/O_2/CO_2火炎は、従来とは全く異なった傾向を示すことが分かった。 (3)層流噴流CH_4/(CO_2+O_2)拡散火炎は、希釈ガスの物性値と希釈率に支配される。火炎の浮き上がり高さは、高希釈率によって混合層が狭くなり、これによって、より曲率が大きくなった。火炎基部の温度降下によって安定性が悪くなり、より上部へ移動するというメカニズムを明らかにした。 (4)CO_2希釈した浮き上がり火炎に基部は理論混合比の線が外側にシフトすること、およびせん断領域の混合気の動粘性係数が小さいことにより、噴流速度の変化に対して非常に安定がある。
二段燃焼する空気吸込式ストラットの試作と実験

新岡嵩, 和久芳春, 花井宏尚, 小林秀昭, 中川成人, 丸田薫

提供機関：Japan Society for the Promotion of Science

制度名：Grants-in-Aid for Scientific Research

研究種目：Grant-in-Aid for Scientific Research (B)

研究機関：TOHOKU UNIVERSITY

1998年～ 1999年

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スクラムジェット実現のための重要な技術課題の一つとして、火炎を安定に保つこと、すなわち保炎があげられる。これまでに行われた研究では、ストラットによって超音速流中に保持された火炎について、反応領域に噴射する燃料の予混合化や予燃焼による保炎性向上が確認されている。特に、予燃焼方式は二次燃焼領域に十分な熱量を供給する事によって高い保炎性が望めると期待される。これらの研究では、予混合および予燃焼のための空気は外部から供給されているが、実機への応用を考えた場合、余分な酸素を搭載する事は効率的とは言えず、大気中酸素の利用が望ましい。そこで、予燃焼室付きストラットを発展させ、ストラット前方から主流空気を取り込みストラット内部での予燃焼に利用する空気吸込式ストラットを提案した。空気吸込式付ストラットについて、超音速流中で保炎実験を行い、以下の結果を得た。予燃焼室内に主流から空気を取り込むことによって、超音速流中でも容易に着火が可能であり、水素流量を変化させた場合でも広い範囲にわたっての保炎が可能であった。そして、今回実験を行った主流全体温度が590Kから690Kの範囲では、着火性が主流全温度に大きく依存したのに対して、保炎上限界下限界ともに大きな依存はなかった。水素流量によって、火炎形態の変化がみられ、水素流量を増加させるに従ってストラット後端面に付着した火炎となった。また、水素流量を増加させるにつれて、予燃焼室温度が大きく低下した。これは、後流火炎吹き飛びの一つの原因ではないかと考えられる。
高圧環境における予混合乱流燃焼の基礎現象解明と応用

小林秀昭, 丸田薫, 花井宏尚

提供機関：Japan Society for the Promotion of Science

制度名：Grants-in-Aid for Scientific Research

研究種目：Grant-in-Aid for Scientific Research (B)

研究機関：TOHOKU UNIVERSITY

1998年～ 1999年

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本研究は、高圧乱流燃焼の基礎現象解明を日指し、一定圧力・高圧雰囲気中に保炎された乱流予混合火炎に対し高圧下の乱流火炎構造の詳細な観察、フラクタル特性値に対する圧力効果の調査、高圧下の乱流燃焼速度やフラクタルスケールに対する、乱流スケール・乱れ強さ等との関係を明らかにすることを目的とする。研究の第一段階として、OH-PLIFによる高圧火炎可視化技術の確立を目指し、高圧容器内にノズルバーナを設置し、大気圧から3.0MPaまでのメタン-空気定在火炎に対してNd-YAGレーザーによりポンピングされるOPO波長可変レーザーおよび色素レーザーでOHラジカル(0,0)バンドおよび(1,0)バンドを励起し、OH-LIF強度と圧力との関係を調べた。レーザー線幅および吸収スペクトルのブロードニングの影響を考慮したシミュレーションも併せて行い実験結果と比較した。その結果、圧力の増大に伴うLIF強度低下は吸収スペクトルブロードニングの影響が大きいことが明らかになった。また、励起レーザーの線幅が大きいと線幅が小さい場合に比べてLIF強度は小さいが、圧力増大に対するLIF強度低下も小さくなること、雰囲気圧3.0MPaでは線幅の影響がほとんどなくなることが分かり、実験結果と良好な一致を示した。これらのことから、吸収線スペクトル分布と励起レーザースペクトル分布のオーバーラップを計算することにより高圧下のLIF強度低下を見積もることができることが分かり、OH-PLIFによる計測条件に対する指針が得られた。続いて、OH-PLIF法を高圧乱流火炎の瞬時断面像撮影に適用し、高圧乱流火炎の現象解明を行った。特に、乱流火炎構造の微細化・複雑化を定量的に評価する手法として、OH-PLIF画像に対するフラクタル解析を行った。その結果、u'/S_Lが等しい場合、雰囲気圧力が高いほどフラクタル次元が大きいこと、すなわち火炎構造が複雑化していることが数値的にも明らかになった。圧力が増大するとフラクタルインナーカットオフも低下するが、u'/S_Lに対するインナーカットオフの低下は高圧であるほど小さく、u'/S_Lの全域でインナーカットオフがほぼ一定であることが分かった。このときのインナーカットオフと乱流スケールなど種々の特性スケールを比較したところ、最も相関が強いのが火炎の流体力学的不安定性における擾乱成長率が最大になる特性スケールであることが明らかになった。火炎の流体力学不安定性の重要性は、乱れがほとんどない混合気流に対しても高圧下では明確な不安定性が発生しているという観測結果によっても裏付けられた。
高反応性プラズマ流の情報化による知的な電磁場制御

西山秀哉, 佐藤岳彦, 小林秀昭, 神山新一

提供機関：Japan Society for the Promotion of Science

制度名：Grants-in-Aid for Scientific Research

研究種目：Grant-in-Aid for Scientific Research (B)

研究機関：TOHOKU UNIVERSITY

1997年～ 1998年

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本研究では、混合気体による高反応性プラズマ流や高融点金属微粒子を分散させた分散性プラズマジェットに関して、気体の混合および微粒子の分散、さらには固体壁面とプラズマ流の干渉を情報化した知的な電磁場制御を目的として理論および実験的研究を行った。得られた結果を要約すると、以下のようになる。 1. 大気圧下の高周波誘導アルゴンプラズマに二次ガスとしてヘリウムを注入した場合、熱非平衡性を考慮して、誘導電磁場効果やプラズマ流の熱流体力学特性およびプラズマパラメータに関する解析法を提示した。数値シミュレーションにより、プラズマ流を高機能化するためには、ヘリウム注入位置が重要で、ヘリウムの拡散特性に対応して電子密度や電子温度が著しく変化することが明らかにされた。 2. 減圧下でバイアスした平板に沿うプラズマ境界層内の重粒子温度やプラズマパラメータの磁場制御性能を可視化法や探針法により評価した。特に、磁場下で負のバイアスの場合、プラズマ境界層内の電子の輸送係数が促進されることが明らかにされた。 3. 基板に衝突する超音速プラズマジェットに金属微粒子を注入した場合についての新たな解析法を提示した。数値シミュレーションにより、粒子径や粒子注入ノズル角、粒子注入速度および高周波誘導電磁場による微粒子速度や分散状態、相変化状態を明らかにした。 4. プラズマ溶射プロセスで高品質成膜のためにセンシング、モニタリングによる最適化や知的制御法の新たな概念を提唱した。 5. 磁気ダクト内の非平衡アルゴンプラズマジェットを高機能化するために、外部磁場印加およびヘリウム注入による熱流体力学特性やプラズマパラメータへの単独あるいは相乗効果を明らかにする新たな解析法を提示した。 6. 非平衡アルゴンプラズマジェットにヘリウムや反応性ガスである窒素を混合した場合、熱流体力学特性、濃度場、プラズマパラメータおよび輸送係数の促進効果と磁場制御性能を可視化と対応させて実験的に明らかにした。
4.0MPaまでの高圧環境における予混合乱流燃焼

小林秀昭, 丸田薫

提供機関：Japan Society for the Promotion of Science

制度名：Grants-in-Aid for Scientific Research

研究種目：Grant-in-Aid for Scientific Research (B)

研究機関：Tohoku University

1996年～ 1997年

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本研究は、一定圧力・高圧雰囲気中にノズルバ-ナにより保炎された乱流予混合火炎に対して、乱流火炎構造の詳細な観察、乱れ強さ・乱流スケール等への圧力の影響と火炎構造との関係の解明、乱流燃焼速度に対する圧力の影響を明らかにすることを目的として実施された。混合気としては、メタン-空気、エチレン-空気、プロパン-空気混合気を用いた。その結果、以下のような知見を得た。 1)大気圧および高圧下では乱流特性の測定を行った結果、平均流速の増大と共に乱れ強さは増大するが、大気圧下では乱れの減衰が激しいため平均流速の小さい領域で乱れ強さの増大は緩やかとなった。高圧下では、平均流速のほぼ全域で乱れ強さは直線的に増大した。 2)高圧下で火炎構造は微細化・複雑化した。また、乱れの弱い領域(u'/S_L<1)においてS_T/S_Lはu'/S_Lとともに急激に増大し、3.0MPaのメタン火炎ではS_T/S_Lは最大30まで増大することが確認された。高圧下では、乱れの特に弱い領域でのS_T/S_Lの増大が著しく、これは火炎の流体力学的不安定性の効果が高圧下で著しいことが原因といえる。 3)高圧下におけるS_T/S_Lの増大率はプロパン火炎の方が、メタン火炎およびエチレン火炎よりも小さい。これは高圧における流体力学的不安定性による火炎面積の増大が、プロパン-空気混合気では大きなルイス数による熱・物質拡散相互作用によって抑制されるためと考えられる。 4)乱れ強さの広い範囲において、エチレン火炎に対するS_T/S_Lとu'/S_Lの関係はメタン火炎とほぼ一致する。一方、プロパン火炎の_T/S_Lはエチレン火炎およびメタン火炎に比較して小さい。 5)従来から提案されている_T/S_L、u'/S_Lおよび乱流レイノルズ数R_Lに関する一般関係が高圧火災に適用できるかを検討した結果、Abdel-Gayedら(1987)の一般関係と傾向は一致するが、本実験結果の_T/S_Lはそれより大きい値を示した。乱れの強い領域(u'/S_L>1.0)における_T/S_LにはR_Lに関する1/4乗則が見られ、Gouldin(1987)によるフラクタル理論に基づく乱流燃焼モデルと一致する。 6)本実験結果をu'/S_Lの全域で最も適切に表すことができる一般関係式はS_T/S_L∝[(P/P_0)(u'/S_L)]^nであり、その指数nは0.4に近いことが明らかとなった。
プリバーナを備えた超音速燃焼ストラットの試作研究

新岡嵩, 足立茂, 丸田薫, じゅ詒光, 小林秀昭

提供機関：Japan Society for the Promotion of Science

制度名：Grants-in-Aid for Scientific Research

研究種目：Grant-in-Aid for Scientific Research (A)

研究機関：Tohoku University

1995年～ 1997年

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超音速から極超音速までの広い飛行速度で作動するスクラムジェットの研究開発が進んでいるが、エンジン内の超音速燃焼の制御は解決しなければならない大きな課題の一つとなっている。研究では、予燃焼室を持ったストラットを提唱し、その二段燃焼による保炎メカニズムの解明を数値解析的に行うと共に、実験的にもその有効性を示したものである。最初に、予燃焼室における水素燃料の燃焼性ついて平衡計算を行っており、当量比による燃焼温度や活性種濃度の変化などを求めた。次に、後向きステップ背後のおける超音速乱流年商の数値解析を行った。二つの強い反応領域を持つ特徴的構造、予燃焼室から供給される活性種の保炎への影響、火炎の吹き飛びメカニズムなど明らかにした。続いて、二次元三角柱状の予燃焼室付きストラット後流の燃焼数値解析を行った。予燃焼室の燃焼条件が二次燃焼に与える影響を詳細に求めると共に、ストラットから噴射される高温水素の自着火範囲、水素流量による火炎構造の変化、火炎の吹き飛びのメカニズムなどを明らかにした。特に、ストラット後流のせん断層における混合効率に着目し、局所的反応素過程との関係を示した。更に、超音速燃焼実験と数値解析結果を比較検討した。実際の予燃焼室では、化学平衡に達していないことが定量的に完全な一致を困難にしているが、二つの強い反応領域を持つ構造や、超音速空気流の全温による保炎範囲の変化など、実験と計算は定性的に一致することを明らかにした。
超音速空気流における水素燃焼領域の衝撃波干渉による安定化

新岡崇, 丸田薫, じゅ詒光, 小林秀昭

1996年～ 1996年

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年々高負荷化が著しい航空宇宙エンジンにおいて,CO_2フリー燃料としての水素は高速反応の観点からも優れている.本研究は,未来型航空エンジンである,水素を燃料したスクラムジェットエンジンの保炎に関するもので,エンジン内の燃焼領域に衝撃波を入射させることによって保炎性能を向上させることを目的としている. 本年度は,三角柱ストラット保炎器後流の燃焼領域に入射する衝撃波の非対称化,衝撃波入射位置,衝撃波強度,流路閉塞率を変化させ,保炎性能に及ぼす影響を調べた.その結果,以下の知見を得た. 1)衝撃波入射位置がストラット後端に近づくにつれて、再循環流は強化され保炎限界流量は増加することがわかった.逆に,ストラット高さ以上下流へ入射すると保炎限界流量は低下せず、閉塞率の高い場合には逆に上昇する複雑な挙動を示すことがわかった. 2)衝撃波が強いほど再循環流が拡大・強化され、保炎限界流量は増加すること,ストラット後端近傍に入射すると保炎限界流量の増加は大きいが,下流へ入射する場合、衝撃波の強さの違いよる差は少なくなることがわかった. 3)衝撃波非対称入射では,再循環流と噴流は後流内で偏り,保炎限界流量が増加し保炎性能向上に有効であることがわかった. 4)衝撃強度の増大および入射位置の非対称化は,閉塞率を大きくすると,後流幅が減少し保炎限界が低下することが明らかになった.また, 次に,総括反応速度を変化させることを目的として,水素に少量のメタンを添加した場合の保炎実験を行った.その結果,以下の知見を得た. 5)水素流量に対する2%以下のわずかなメタン添加でも保炎限界が大きく狭まり,メタン添加量の増大により,保炎限界全温も上昇することが判明した.これは,メタン分解反応によりHラジカルが消費されるため,メタンの熱分解が完了するまで活性種の増殖が起こらず,着火時間が増大することが原因と考えられる.
臨界圧域における液体燃料の蒸発と着火

新岡嵩, 丸田薫, じゅ詒光, 小林秀昭

提供機関：Japan Society for the Promotion of Science

制度名：Grants-in-Aid for Scientific Research

研究種目：Grant-in-Aid for Scientific Research (B)

研究機関：Tohoku University

1994年～ 1996年

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懸垂された燃料液滴を,瞬時に高温電気炉の中に挿入してその着火時間を調べる実験を,高圧容器の中で行った.燃料として,ヘプタン,オクタン,デカン,ヘキサデカン,液滴径は0.3-1.5mm,電気炉温は950K,圧力はそれぞれの液体燃料の臨界圧力を越えるまで行った.液滴の振動を回避するため,炉の方を移動したが,その速度は大きくとも小さくとも誤差が大きく,適度の速度があることが分かり,液滴が炉の入り口に到達して所定の場所に至るまでの時間は,約70msecであった. 非揮発性の燃料の場合は,一般的に,液滴径が大きくなるに従い着火時間も大きくなる傾向にある.加熱に要する時間が延びるからと解釈される.しかし,揮発性燃料の場合は,液滴径が小さくなると着火時間は大きくなった.質量流束が大きくなって,反応時間が長く必要になるためである.したがって,条件が整えば,着火時間に最小値ができる場合が生じる.しかし,圧力が増大すると,この傾向はなくなる傾向があり,単調な変化となる.なお,着火前に液滴が蒸発消滅する着火限界は広がる.すなわち限界初期直径は小さくなる傾向になる. 各燃料の臨界圧近傍における着火時間の変化を調べたところ,燃焼速度定数のような特異性は現れず,単調な変化となった.臨界圧近傍における種々の物性値の著しい変化に伴って,熱と物質の移動現象の一つとしての燃焼現象が支配されているはずであるが,燃焼の場合と異なり,液滴表面温度は臨界温度よりかなり低い温度であることが予想され,そのため臨界条件から程遠い条件になっているためと考えられる. 上記の結果を基に,7個の液滴からなる液滴列の端の液滴に着火し,もう一方の端の液滴までの燃え拡がる速度に関する実験を行った.液滴間隔が大きくなっても小さくなっても,燃え拡がり速度は小さくなり,最大の速度を持つ間隔が存在した.間隔が大きい場合は,火災が届き難いことで説明できるが,小さくなった場合は,火災が次の液滴が近すぎて前の液滴火災を冷却することによると説明した.圧力を上げると,圧力と共に急速に燃え拡がり速度は小さくなり,臨界圧を越えてまで燃え拡がりが存在することがなかった.火災の直径が圧力と共に急速に小さくなることに起因すると結論した.
超音速空気流における水素燃焼領域の衝撃波干渉による安定化

新岡嵩, じゅ詒光, 丸田薫, 小林秀昭

1995年～ 1995年

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マッハ数2.5、全温550-800Kの超音速空気流に、長さ80mm高さ20mmの二次元楔状ストラットを置き、ストラット背後から水素燃料を噴射した。ストラット後流に衝撃波を入射させると、後流全体に燃焼領域が安定に確保できる。昨年度に引続き、この保炎性能を詳細に調べ、数値シミュレーション結果との比較など進めた。昨年度はLDV計測による流速分布について調べたが、今年度は、ストラット後流の保炎領域について、濃度分布と温度分布、さらにはLIF計測によるOH発光など明らかにした。水素燃料の増大と共に、後流において、再循環流と水素噴流が衝突してできる対向流型の火炎が削減して、超音速流と亜音速再循環流の間のせん断層内の主な燃焼領域が移動するが、濃度分布と温度分布はこれらの現象を立証するデータとなった。また、短時間のOH分布計測は、上記の現象を更に明確にすると共に、再循環流内の化学的に非平衡状態にあるため、ときには全く凍結状態でOHが存在しなかったりお、ときには反応が急速に進行して、OHが十分に存在していることがわかった。流れが必ずしも定常でないため、両方の性状が交互に出てくると考えられる。更にこの保炎メカニズムを確認することと、保炎性能を高めることを目的として、水素燃料に空気を予混合して噴射し、混合を結果として速める実験を行った。予混合化は、むしろ保炎性能を悪くする結果になった。これは、空気の混入によって、噴射の運動量を増大させ、先述のように、火炎を下流に押しやる方向に移動させることになるからである。更に予混合化を進めると、リセス内で一次燃焼することになり、全く異なった保炎形態へ移行する。これらについて詳細に検討を行った。
高圧下における乱流予混合燃焼の促進機構の解明

小林秀昭

1994年～ 1994年

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高圧雰囲気における乱流が,燃焼の促進と抑制に及ぼす影響を解明することを目的として,圧力制御された高圧容器内に乱れ発生板を内蔵した噴流バ-ナを設置し,火炎の可視化計測、乱流計測,フラクタル解析,乱流燃焼速度の測定などを行なった.実験内容と主な知見を以下に示す. 1.高圧雰囲気では,大量の発熱に対する対策に苦慮したが,最終的に30気圧までのメタン-空気乱流予混合炎の安定化,連続燃焼試験に成功した.また,30気圧では高圧容器内に大量の霧状の水が発生し,可視化計測に問題となることが分かった. 2.熱線風速計を用いて,空気流に対して30気圧までの乱流計測を行った結果,同一の乱れ発生板・空気流速における乱れ強さ・乱流スケールは,圧力の増大とともに減少することが明らかとなった.また,乱れのエネルギースペクトルは,高圧になるほど高周波域に占めるエネルギーの割合が大きくなることを示しており,高圧化によって乱流構造が微細化することを意味している. 3.予混合気に二酸化ケイ素微粒子を混入させて火炎を安定化させ,アルゴンイオンレーザのシート光を照射してトモグラフィーをCCDカメラにより撮影した.その結果,圧力の増大とともに,火炎構造は急激に微細化することが判明した. 4.火炎の微細化の様子を定量的に表すため,トモグラフィー像に対してフラクタル解析を行った.その結果,u'/S_1(ここにu'は乱れ強さ,S_1は層流燃焼速度)および圧力の増大とともにフラクタル次元は増大することが判明した.ただし,圧力を更に増大させるとフラクタル次元はほぼ2.3に収束する傾向にあることがわかった. 5.トモグラフィー像から火炎位置を抽出し,多数重ね合わせることによって平均火炎位置を求め,角度法を用いて乱流燃焼速度を算出した.その結果,S_T/S_1(ここにS_Tは乱流燃焼速度)はu'/S_1の増大とともに増大するが,高圧であるほどS_T/S_1の増大は急激であり,圧力(密度)依存は,S_T/S_1〜ρu'/ρ_oS_1(ここにρは密度,添え字0は大気圧)で表されることが明らかとなった.
超音速空気流における水素燃焼領域の衝撃波干渉による安定化

新岡嵩, 丸田薫, 小林秀昭

1994年～ 1994年

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最も反応速度の高い水素燃料は、燃焼速度のみならず、発熱量、断熱火炎温度、定圧比熱、拡散係数、熱伝導率のいずれをとっても大きく、また可燃限界が広く、着火エネルギーも小さい。それにもかかわらず、燃焼領域の安定化は困難であり、種々の特殊な技術を加味しないと、与えられた空気条件に必ずしも安定な火炎が得られるとは限らない。そこで、楔状保炎器の背後に広がる燃焼領域に衝撃波を導入し、その保炎に対する効果を調べるとともに、保炎メカニズムを明らかにすることを目的とした。実験的には、マッハ2.5の全温550-800Kの乾燥した空気流に長さ80mm高さ20mmの二次元楔を置き、衝撃波発生板によって衝撃波を入射した。観察領域の両面をガラスにして光学的観察を行えるように工夫された。発生板の位置や水素燃料の量を変えて燃焼領域の安定範囲を調べ、衝撃波入射位置を後方に移動すると燃焼安定性は悪くなり吹き飛びやすくなることなどわかった。その安定性は、保炎器の背後に再循環領域が大きく発達し、衝撃波入射位置が後方に移動すると、この再循環が急速に弱まることがLDV計測によって解明された。数値計算も同時に行い、再循環領域の動きが確認されると同時に反応率の分布が求められ、水素燃料の量に応じてどのように変動するか明らかにされた。すなわち、保炎器背後からの水素噴流の速度が大きくなると、再循環流の高温空気と衝突してできていた反応帯が消滅して、主流超音速と亜音速領域のせん断層に反応帯先端が移動して種々の条件に対して極めて敏感な燃焼安定性に変わる。また、観察領域内では超音速主流に反応帯ができないことなど分かった。
超音速燃焼用セラミック製可変保炎器の試作研究

新岡嵩, 足立茂, 渋谷喜久夫, 三谷徹, 鎮西信夫, 小林秀昭

提供機関：Japan Society for the Promotion of Science

制度名：Grants-in-Aid for Scientific Research

研究種目：Grant-in-Aid for Developmental Scientific Research (B)

研究機関：TOHOKU UNIVERSITY

1993年～ 1994年

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航空宇宙推進用エンジンとして着目されているラム/スクラムジェットエンジンについては、各要素について種々検討されている。その一つが燃焼制御の問題であり、本研究はその一つの可能性を追求したものである。従来のストラットを二分割し、ストラット(保炎器)の一部を可変にできる保炎器を試作して、どのような水素流量と空気条件に対しても燃焼制御を行えることを考えた。最終的に作成した可動式ストラットの後方ストラットを、60mmまで前方ストラットから引き離すことができる。ステッピングモータによってこの移動速度は毎秒0〜28mmの範囲で変えられるようになっている。可動式ストラットの作動は計画の通りスムースになされ、燃焼中でも異常なく作動した。後方ストラットの移動速度を概ね毎秒15mm以下にすると、可動しないストラットで得られたように、ある範囲だけ保炎し、それ以外では保炎できない結果となった。毎秒15mm以上になると、可動しないストラットではL=30〜40mmで保炎が不可能であったが、燃焼領域の火炎挙動が若干の間吹き消えするようになるが、すぐにまた通常の保炎状態になる。後方ストラットは、火炎にさらされるが、セラミック製にすることによってこれらは解決した。金属製のストラットは必ず冷却を必要とするが、セラミックスにした場合には、本実験のように高々10秒程度ではなんら損傷はなかった。以上の試作研究により、二分割したストラットの間隔の制御によって、エンジン内への流入空気量に応じた確実な保炎ができるとの確信が持てた。
微小重力場の燃焼現象の研究競争的資金

制度名：Funded Research

1993年4月～
高圧下における乱流予混合燃焼の促進と高負荷化限界に関する研究

小林秀昭

1993年～ 1993年

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燃焼負荷率が極めて大きい高圧雰囲気における乱流予混合火炎につて,乱れによる燃焼の促進と抑制の機構を解明することを目的として,連続燃焼が可能な高圧容器内にバ-ナ火炎を安定化させた.対向乱流火炎の安定化のための第一段階として,対向流バ-ナの片側ノズルを用いブンゼン型バ-ナ火炎として実験を行った.より小型のノズルバ-ナによって層流燃焼実験も行った.混合気としてメタン-空気混合気を用い,大気圧から10気圧まで雰囲気圧力を変化させて実験を行った.実験内容と知見を以下に示す. (1)角度法により求めた層流燃焼速度は従来から知られているように圧力の-2.5乗に比例し,連続燃焼実験装置とバ-ナ火炎による実験法の有用性,妥当性が確認された. (2)乱流燃焼バ-ナにおいて空気流に対する流れの乱流特性を熱線風速計によって測定した結果,平均流速を一定として雰囲気圧力を増大させた場合の乱れのエネルギースペクトルは,高周波成分の低下が鈍くなり,より小さい乱れの持つエネルギーが相対的に大きくなることが確認された. (3)混合気に二酸化珪素微粒子を混入させた乱流火炎にアルゴンイオンレーザのシート光を照射させたトモグラフィー像をCCDカメラにより撮影した.これを画像解析して平均火炎面位置を求め,面積法により乱流燃焼速度と雰囲気圧力との関係を求めた.その結果,乱流燃焼速度は混合気の乱れ強さばかりでなく,雰囲気圧力にも大きく依存することが判明した.その依存性は,従来の乱流レイノルズ数を用いても合理的に整理できず,乱流燃焼に対する雰囲気圧力の影響に関する研究の重要性が確認された. (4)トモグラフィーおよびシュリーレン像を高速度ビデオにより撮影,観察した結果,雰囲気圧力の増大と共に火炎面の変形は鋭く,かつ凹凸のスケールは小さくなり,大気圧火炎とその様相が大きく異なってろくることが明らかとなった.
高温・高圧環境下の燃焼現象に関する研究競争的資金

制度名：Grant-in-Aid for Scientific Research

1992年4月～
乱流予混合燃焼の高負荷化限界に対する火炎の局所ひずみ効果

小林秀昭

1992年～ 1992年
微細空気泡の吹き込みによる液面燃焼の特性改善に関する基礎的研究

北野三千雄, 小林秀昭

1992年～ 1992年

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液体燃料の高効率かつクリーンな燃焼を実現するために不可欠な燃料と空気の混合促進に関し、従来の噴霧方式に替わるものとして、燃料中に微細空気泡を吹き込む方式を提案し、この方式の有効性を試験バーナにより検証した。多孔質板(焼結金属製)を通して、その上にプールされた液体燃料(メタノール及び灯油を使用)中に空気を供給し、これによる発泡を利用して燃料の蒸発と混合を同時に行わせ、その下流域に予混合炎(または拡散炎)を形成させた。この火炎の安定性について、空気流量、燃料温度、燃料のプール深さの影響、及び火炎を下流一定位置に安定させるための保炎板を置いたときの効果、保炎板と気泡層との距離の影響などについて調べた。また、火炎下流で排気分析を行い、CO排出への空気流量の影響を調べた。それにより次のような結果を得た。 1.非燃焼時における燃料の蒸発量は、燃料温度の上昇、空気流量の増大とともに増大するが、当量比で表すと空気流量とともに減少する。このことは、揮発性が高く過濃混合気を形成しやすいメタノールでは火炎の伝播性を強化し、着火を容易にする方向に作用するが、揮発性の弱い灯油では逆に作用する。しかし、燃焼時には蒸発が促進されるため、メタノールでは過濃になりすぎ、予混合炎以外に拡散炎も形成される。 2.予混合炎の安定位置は基本的には混合気速度(燃料蒸発量+空気量)と燃焼速度(混合気の当量比)で決定されるが、気泡層近傍にできる予混合炎では、その位置は両者に影響するため火炎が振動するなど安定させにくい。しかし、これは下流に保炎板を置くことで解決できる。この方法は、気泡層と保炎板との距離を空気流量に応じて調整することで蒸発量、したがって混合気の当量比を制御できるという利点も有する。 3.保炎板上に火炎が安定する範囲では、CO濃度は空気流量に対し漸増傾向を示した。混合気形成の不均質度の増大が原因と考えられる。
超音速燃焼の研究競争的資金

1991年4月～
二成分燃料ー酸素混合気のデトネ-ション波発生と計測に関する研究

新岡嵩, 塚本達郎, 小林秀昭, 三谷徹

1990年～ 1991年

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反応性の異なる二成分混合燃料のデトネ-ションに関して、デトネ-ション伝播速度の計測法、混合割合によるその変化、およびデトネ-ション発生限界等を調べている。昨年度考案したフォトダイオ-ドによるデトネ-ション波検出方法によって、伝播速度を比較的容易に求めることができるようになったので、本年は、特に発生のメカニズムを混合燃料の混合割合の変化による伝播速度の変化から調べることを試みた。デトネ-ションは、乱流燃焼から出発するので、スパイラルによって乱流燃焼を助長し、容易に遷移ならしめているが、このスパイラルを出た直後の伝播速度の挙動を詳しく測定した。用いた円管は内径10mm、全長7mである。スパイラルは巻径9mm、ピッチ1.25cmで、スパイラル部は管端から60cmである。プロパン/水素と空気の混合気について、スパイラル部を出たときに定常伝播に達しているものは、その後も一定の伝播速度(1800〜2000m/sec)で伝播しているが、スパイラル部を出るとき、概ね500m/sec以下であればデトネ-ションへは還移しない。その中間の場合が極めて複雑である。一度に1800〜2000m/secのデトネ-ションに達するものもあるが、混合比によって、伝播速度が振動しながらデトネ-ションへ達する。振動を始めたものは必らずデトネ-ション速度に達するか、オ-バ-シュ-ト-する。スパイラル出口直後の挙動の再現性は極めて良いが、距離と共に再現性はくずれる。これらの挙動を基に、混合割合との関係及びそのメカニズムについて分析を進めた。更に、一次元デトネ-ション波速度の計算を進め、実験との比較検討も行った。
二成分燃料ー酸素混合気のデトネ-ション波発生と計測に関する研究

新岡嵩, 塚本達郎, 小林秀昭, 三谷徹, 北野三千雄

1990年～ 1990年

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本研究においては、これまで報告された例のない二成分混合燃料系におけるデトネ-ション波発生に関する実験を行い、混合割合によるデトネ-ション速度やデトネ-ション誘導距離の変化を測定することを目的とし、高応答性の半導体技術を利用して、反応帯の発光をフォトダイオ-ドで検知することにより伝播速度を求めることを試みた。 (1)今日まで、フォトダイオ-ドによる伝播計測は因難であったが、真ちゅう製伝播管に直径1mmの穴をあけ、透明ビニル管で真ちゅう管を同心状に外側から覆ってこの小孔をふさぐという簡便な方法をとった。ビニル管外側にフォトダイオ-ドをセットすることによる反応帯の発光の検出は、デトネ-ション波伝播速度の測定に対して十分に有力な方法である。 (2)空気を酸化剤とするとき、デトネ-ションに遷移しにくいメタン、プロパンなどに水素を混合させることによって遷移を起こしやすくすることができる。本実験においては、空気を酸化剤として、水素ーメタン混合燃料で水素45%以上、水素ープロパン混合燃料で水素35%以上の混合割合であればデトネ-ションに遷移する。 (3)水素ーメタン、水素ープロパンの2成分混合燃料のデトネ-ション速度は、水素割合の大きい範囲においては水素の混合割合の減少と共にほぼ直線的に減少する。 (4)上記混合燃料の当量比によるデトネ-ション伝播速度の変化は、概ね純粋な水素の変化に類似しており、大部分の反応速度が水素によって支配されていることがうかがえる。
対向流双子火炎の火炎干渉に関する研究

北野三千雄, 小林秀昭

提供機関：Japan Society for the Promotion of Science

制度名：Grants-in-Aid for Scientific Research

研究種目：Grant-in-Aid for General Scientific Research (B)

研究機関：TOHOKU UNIVERSITY

1985年～ 1986年

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混合気流出部の直径が10mmのノズルバーナーを一対製作し、これを約16mmの距離に対向させて対向流型バーナーとした。両ノズルより組成の等しい混合気(プロパン-空気混合気)を等速度で流出させ、これに点火したときに形成される、澱み面に平行かつ対称な一対の火炎(双子火炎)について、火炎温度,濃度分布,燃焼速度,火炎間隔等のノズル流速依存を調査し、これに基づき火炎干渉による効果を検討した。また、双子火炎の可燃限界に関する理論的解析も行った。これにより次のような成果を得た。 1.あるノズル流速域において、流速と火炎温度および火炎間隔の関係に、干渉による火炎強化を示唆する特異な変化が現れることがわかった。 2.干渉直前および干渉時の火炎について行ったガス分析の結果によれば、両者における安定化学種の濃度分布に顕著な差がないことから、火炎干渉には活性化学種が重要な役割を果していると考えられる。 3.発火や発熱反応を促進する活性種を考慮した反応モデルを導入して、双子火炎と干渉効果のない一次元流炎の可燃限界についての理論解析を行い、双子火炎では、二枚の火炎の存在により、即ち火炎干渉により火炎が強化され、可燃限界が一次元流炎より広くなること示した。4.活性な燃料である水素をプロパンに加えて混合燃料とし、干渉への水素添加の効果を調べた結果、その効果は単純ではないが、希薄側では、添加量の増大とともに干渉流速域が広がり、干渉が強化されることがわかった。 5.レーザードップラー流速計を用いて求めた燃焼速度とノズル流速の関係にも、火炎温度と同様、傾向の急変する流速域が現れた。しかし、火炎面に垂直な方向の速度勾配に対する燃焼速度は単調に変化しており、従来のようにノズル流速を火炎伸長率と線形関係にあるパラメーターと見なすことはできないことが明らかとなった。

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その他 8

エタノール簡略化学反応機構と多次元数値解析への適用

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代表的バイオ燃料であるエタノールの反応機構を簡略化し多次元数値解析への適用を行うと共に、計算の高速化を図る、
高圧環境下の液滴燃焼における対流速変動効果に関する研究

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高温空気燃焼の基盤技術に関する研究

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予混合火炎の固有不安定性と非線形挙動

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予混合火炎の固有不安定性による非線形挙動を大規模数値解析により明らかにする
高圧下の変動速度場における液滴燃焼実験

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微小重力下および通常重力下における石炭粒子からの微量元素放出速度の解析

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微小重力下および重力下における石炭チャーガス化速度の解析

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微小重力場を利用した超臨界圧域の燃料液滴列燃え拡がり機構の研究

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