報告書番号

W91001

タイトル（和文）

ガスタービン燃焼器の数値シミュレーション第１報流れの三次元数値シミュレーション手法の開発

タイトル（英文）

NUMERICAL CALCULATION OF GAS-TURBINE COMBUSTORS -DIRECT SIMULATION OF THREE-DIMENSIONAL FLOW IN COMBUSTOR-

概要 （図表や脚注は「報告書全文」に掲載しております）

ガスタービン燃焼器の数値シミュレーションが可能になれば，短期間に多くの設計データを得ることができ，試作品による実験と比較して，きわめて経済的に燃焼器の開発や設計を進めることができる。従来のシミュレーション手法は，流れや燃焼反応などに近似モデルを導入しているために，誤差が大きく実在の燃焼器への適用はできなかった。著者らは，乱流モデルをいっさい使用しない，流れの三次元解析プログラムを作成し，ガスタービン燃焼器に適用した。その結果，燃焼器の保炎性能に影響する中心軸上の主循環流の形成や，スワーラ近くの二次的な補助循環流の挙動などを明らかにした。さらに，実験では定量把握が難しい燃焼器内の圧力分布，燃料と空気の混合性能を表す燃料濃度の分布などがわかり，今後の燃焼器の設計に有益なデータを得ることができた。

概要 （英文）

IF REALISTIC NUMERICAL SIMULATION OF A GAS-TURBINE COMBUSTOR WAS POSSIBLE, A LOT OF DESIGN DATA COULD BE OBTAINED QUICKLY AND DEVELOPMENT WOULD BE VERY ECONOMIC COMPARED TO EXPERIMENTS WITH A PROTOTYPE. IN CONVENTIONAL SIMULATIONS,AN APPROXIMATION MODEL IS INTRODUCED INTO THE FLOW AND COMBUSTION REACTION SO IT IS NOT APPLICABLE TO REAL COMBUSTORS. INSREAD OF USING THE TURBULENCE MODEL,WE DEVELOPED A THREE-DIMENSIONAL PROGRAM FOR FLOW ANALYSIS AND APPLIED IT TO A GAS-TURBINE COMBUSTOR. AS A RESULT,THE FORMATION OF THE MAIN CIRCULATION ZONE AT THE CENTER AXIS AND THE BEHAVIOR OF THE SECONDARY CIRCULATION WHICH AFFECTS FLAME STABILITY WERE CLARITIED. FURTHER, WEOBRAINED USEFUL DATA SUCH AS FUEL DENSITY AND PRESSURE DISTRUBUTION FOR DESIGINING THE COMBUSTOR.

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