The Effects of unburned-gas temperature and pressure on the unstable behavior of cellular-flame fronts generated by intrinsic instability in hydrogen-air lean premixed flames under adiabatic and non-adiabatic conditions; Numerical simulation based on the detailed chemical reaction model

断熱・非断熱条件下における水素-空気希薄予混合火炎の固有不安定によって形成されるセル状火炎の不安定挙動に及ぼす未燃ガス温度と圧力の影響; 詳細な化学反応モデルに基づく数値シミュレーション

Thwe Thwe, A.  ; 門脇 敏; 永石 隆二 

Thwe Thwe, A.; Kadowaki, Satoshi; Nagaishi, Ryuji

本研究では、詳細な化学反応を考慮した非定常反応流れの数値計算を遂行し、固有不安定性による水素-空気希薄予混合火炎の不安定挙動を調べ、未燃ガス温度と圧力の影響を明らかにした。広い空間における火炎の不安定挙動をシミュレートし、セル状火炎の燃焼速度を求めた。そして、火炎不安定挙動に及ぼす熱損失および火炎スケールの効果を精査した。平面火炎の燃焼速度は、未燃ガスの温度が上昇すると増加し、未燃ガスの圧力と熱損失が上昇すると減少する。平面火炎の燃焼速度で標準化したセル状火炎の燃焼速度は、圧力(温度)の上昇と共に増大(減少)する。熱損失が存在する場合、標準化したセル状火炎の燃焼速度は、断熱の場合より大きくなる。これは、未燃ガスの高圧力と熱損失は、火炎の不安定挙動と不安定性をプロモートするからである。

In this study, we performed numerical calculations of unsteady reaction flow considering detailed chemical reactions, investigated the unstable behavior of hydrogen-air dilute premixed flame due to intrinsic instability, and clarified the effects of unburned gas temperature and pressure. I made it. The unstable behavior of the flame in a wide space was simulated, and the burning rate of the cellular flame was obtained. Then, the effects of heat loss and flame scale on flame unstable behavior were investigated. The burning velocity of a planar flame increases as the unburned-gas temperature increases and it decreases as the unburned-gas pressure and heat loss increase. The normalized burning velocity increases when the pressure increases and heat loss becomes large, and it decreases when the temperature increases. This is because the high unburned-gas pressure and heat loss promote the unstable behavior and instability of flame.