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野田 進(のだ すすむ)

所属 機械工学系
兼務
職名 特命教授
専門分野 燃焼工学 / 熱工学
学位 工学博士(神戸大学)
所属学会 日本機械学会 / 日本燃焼学会 / 日本流体力学会 / 日本伝熱学会 / アメリカ航空宇宙学会(AIAA) / 国際燃焼学会(The Combustion Institute) / 自動車技術会
E-mail noda@me
※アドレスの末尾に「.tut.ac.jp」を補完してください
研究室web http://www.me.tut.ac.jp/ece/

研究紹介

環境問題、エネルギー問題は直接、燃焼技術と関連する。高効率燃焼技術、汚染物質の低減技術の開発が求められている。特に工業的に広く利用されている乱流拡散燃焼を対象に、モデリング技術の開発、また火炎の浮き上がり現象および炉内燃焼を利用した低NOx燃焼技術の開発を行っている。モデリング技術の開発では反応を厳密に扱うことが出来る確率密度関数法の高度化を行っている。また低NOx燃焼技術の開発では火炎の浮き上がり現象に伴う燃料と酸化剤の部分予混合化現象の最適化、また炉内燃焼ではEGRの最適化について研究を行っている。現在、我々のモデリング手法をKIVA3Vコード,またOPENFormコードに組み込む作業を行っており、この予測技術を低NOx燃焼技術の開発に応用する予定である。

テーマ1:乱流拡散燃焼のモデリング

概要
図1.水素噴流拡散火炎の温度予測結果

工業的に広く利用されている拡散燃焼は量論条件で燃焼が進行するために、NOxの排出制御が難しい問題があります。しかし、高温空気燃焼等の燃焼技術によりこの問題が解決されつつあります。本研究では、燃焼器の最適設計に貢献できる燃焼予測技術の開発を行っています。乱流拡散燃焼のモデリング手法にはモーメント法、ラージエディシミュレーション法、確率密度関数(PDF)法があります。本研究ではこれらの手法すべてについて検討を行っています。モーメント法は解析負荷が低く実用的なモデリング手法です。ラージエディシミュレーション法は非定常渦運動が解析できます。しかし、両者は反応項にモデルを必要とします。一方、PDF法は反応項を厳密に解析できます。本研究ではこれらの手法の利点を組み合わせたハイブリッドモデリング手法の開発を行っています。

キーワード

拡散燃焼、乱流、フレームレットモデル、仮定確率密度関数法、確率密度関数法

テーマ2:環境負荷低減燃焼技術の開発と炉内燃焼の燃焼特性の解明

概要
炉内の火炎挙動

炉内燃焼は工業的に広く使用されています。炉内燃焼の燃焼特性は燃焼器と燃焼炉の組合せが重要となります。本研究では、比較的簡単に燃焼炉内径を変更できる燃焼装置を開発し、NOx排出特性について、炉内径、総括当量比、火炎境界の乱れの影響について検討しています。その結果、炉の底部に形成される循環渦が燃焼特性に大きく影響することが明らかとなってきました。すなわち、この循環渦が既燃ガスを上流に輸送し、火炎を希釈し、NOx排出量を低減することが明らかとなってきました。さらに、炉内燃焼の設計基準となるNOx排出量の寸法則の導出を試みています。さらに、本研究を基礎として、小型高温空気燃焼の最適化を試みています。

キーワード

環境負荷低減燃焼技術、炉内燃焼、NOx

テーマ3:安全な水素小型燃焼器の開発

概要
水素火炎

化石燃料は将来必ず枯渇する.また地球温暖化を代表とする環境問題は人類の生存さえも脅かす大きな問題である.地球温暖化物質であるCO2の削減は緊急の問題である.豊かで,持続可能な社会を構築するためには化石燃料に変わる新燃料の開発は必須である.新エネルギーの一つとして水素が考えられる.水循環エネルギーシステムは量的にも,その速さにおいても格段に優れている.水素は人類の持続可能な社会の構築に寄与できる大きな可能性のあるエネルギーである.安全な小型水素炉内燃焼器の開発とその燃焼特性の解明を行っている.

キーワード

水素燃焼,小型燃焼器,低NOx,CO2フリー

担当授業科目名(科目コード)

応用熱工学 (B11620220) / 燃焼工学 (B11624030) / 応用燃焼学 (M21624050)

その他(受賞、学会役員等)

ロケット燃焼の数値シミュレーション,低カロリーガス燃料対応のマイクロガスタービン燃焼器の開発


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