エネルギー変換システムの最適設計と制御
各種熱機関および燃焼装置では、燃料を空気と混合し燃焼させて熱エネルギーを取り出している。これらのさらなる熱効率の向上と環境負荷低減のためには、その基礎となる燃焼機構を明らかにする必要がある。本分野では非定常噴霧火炎や噴流火炎を対象として、可視化、レーザ計測および数値解析の手法を用いて、その燃焼機構の解明を目指した研究を行うとともに、水素など、将来燃料として期待される燃料の基礎燃焼特性の把握と、エンジンにおける最適利用に関する研究などを行っている。
噴流・噴流火炎における流れと燃焼の数値解析
噴流火炎において、周囲空気の噴流内部への導入および燃料と空気の乱流混合は非常に重要な過程である。あわせて、せん断層においては燃焼により生じる高温のために乱流構造が大きく変化すると考えられる。そこで、これらを明らかにするために、ラージエディシミュレーションやPDFモデルを用いて数値解析を行っている。
低公害・高性能水素エンジンの開発
水素をエンジンに利用すると、高効率でCO2フリーな燃焼が実現可能である。しかし、実用化には水素の特異な燃焼特性に起因する逆火やノック、および冷却熱損失の増加などの問題を解決する必要がある。そこで、試験機関および模擬燃焼装置を用いた実験と化学動力学計算により、ノック特性の解析、天然ガス－水素混合燃料の活用、水素の直接噴射による燃焼の制御等について研究を行っている。
