論文

加熱平板上におけるｎセタンの単一液滴の蒸発過程と着火過程を，加熱板表面温度300-550℃の範囲において，初期液滴径約0.7-3.3mmの範囲で変化させて実験的に詳細に調べた．さらに液滴の蒸発形態の観察結果に基づき，液滴が加熱板に接して蒸発する形態がみられなくなる加熱板表面温度に着目し，初期液滴径が蒸発時間や着火遅れ時間に及ぼす影響を検討した．また着火の起こらなくなる臨界液滴径を実験により求めた．

加熱平板上におけるｎセタン，ｎヘプタンの単一液滴（初期液滴径約２mm）の蒸発過程を実験的に詳細に調べ，液滴周囲の空間温度および加熱板表面あらさの蒸発時間に及ぼす影響を明らかにした．さらに蒸発曲線を加熱板表面温度により六つの領域にわけ，各領域における液滴の蒸発形態を明らかにし，そのうちの遷移領域における蒸発過程に対し詳細な検討を加え，蒸発時間内における蒸発形態の連続的な変化により説明を加えた．

加熱平板上における単一燃料液滴の着火過程を，最大蒸発率点およびライデンフロスト点を含む広い加熱板表面温度範囲にわたり，ｎセタンを用いて詳細に調べた．液滴が加熱板に接してから着火までの蒸発量を調べ，蒸発曲線と着火遅れ曲線の関係を明らかにした．さらに加熱板表面温度がライデンフロスト点近傍よりも低い場合には化学反応過程が，またそれよりも高い場合には物理的過程が着火現象を支配することを明らかにした．

昭和49年における気体の燃焼に関する研究のレビュー

可燃範囲よりも濃い状態に予混合された可燃気体の流れに，これに直角に燃焼用空気流を衝突させる際に形成される火炎の安定性に関し，まず実験的に火炎の安定を支配する因子の影響を調べた．さらに火炎根本においては予混合火炎が形成されていると考え，この燃焼波に燃料の濃度こう配を考慮した火炎伸張理論を適用し，未燃焼モデルにおける数値を用いて火炎伸張率を求めた結果，実験範囲内においてほぼ一様な火炎伸張率を得た．

可燃範囲外の濃い予混合気体に直角に燃焼用空気流を衝突させる際に形成される拡散火炎の安定性を調べる第１段階として，二つの流体の衝突点近傍の流れの状況と，二つの流体の混合の状況を未燃焼の状態の下で測定した．その結果二つの流れの衝突点の近くに速度の非常に遅い循環領域があり，それより外の領域において実験範囲内の条件で無次元速度分布と無次元温度分布を得，流れと混合の場の一般的表示を得ることができた．

1000℃程度の温度差を有する対向噴流において温度・速度相関を測定し乱流構造を検討した研究報告。

層流平板境界層内に形成される拡散火炎の安定性に及ぼす燃料希釈の影響について，壁面の熱的条件を考慮しつつ実験的に検討を加えた．燃料としてメタンを使用し，窒素で希釈した．安定限界としては，火炎基部がはく離するはく離型不安定と，火炎基部が振動する振動型不安定の二つの不安定が確認された．はく離型不安定限界は化学反応の有限性に起因し，振動型不安定は壁面への熱損失に起因することが明らかとなった．

非定常な速度勾配を受ける火炎の基礎研究として，壁面の正弦的な振動による流速の変動をよどみ流線に沿って測定し，その振幅を求めた．壁面の角振動数ω，ノズルと壁面間の平均距離・w，及びノズル出口での流速Ｕ0を変化させたとき，流速変動の特性は三つの領域に分類され，その範囲はStrouhal数Ｓ＝ω・w／Ｕ0により整理することができる．Ｓ≒２以下では，流速は壁面位置の変化に伴って準定常的に変化する．Ｓ≒６以上では，流速は壁面速度の変化に支配されるようになる．２＜Ｓ＜６では両者の影響が競合している．

対向流噴流中に形成される層流拡散火炎を対象に，流れ場に周期的な変動を与え，火炎の消炎条件やその機構に及ぼす変動特性，特に変動の振幅と周期の影響について実験的に検討した．その結果，主流から受ける平均的な伸張を表す総括的な速度勾配と酸化剤側バーナ管出口での速度振幅の影響を考慮した速度勾配の和である総括的な最大伸張率により，消炎限界を統一的に表すことができた．

冷却壁面近傍に形成される希薄乱流予混合火炎の局所消炎機構を検討した．その結果希薄消炎限界付近の条件では火炎全体は安定に形成されていても火炎面が局所的に冷却壁面に接近して局所的な消炎が生ずることを明らかにし，この現象に及ぼすルイス数の影響について検討を加えた．さらに，局所消炎の回復は火炎面局率とその発生位置に依存することも明らかにした．

高温度差を有する流体塊の混合過程を調べるため，400℃程度までの温度差を有する対向よどみ流の熱的構造を，レーザーレーレー散乱法を用いて実験的に検討した．その結果，温度変動は低温から高温への，また高温から低温へのスパイク状の変動が支配的であることが明らかとなり，また平均温度と変動温度のrms値の分布を統一的に表すことが出来たが，温度差がさらに大きい場合には表すことができなくなることを明らかにした．

ステップ後流に形成される水素／窒素混合気拡散火炎を対象とし，ステップ高さ，ステップから燃料噴出口までの距離，主流速度，燃料噴出速度を系統的に変化させて保炎機構を検討した．その結果，火炎安定性は燃料噴出口の位置により，３つのタイプに分けられること，燃料噴出口が剥離した主流の再付着点近傍にあるときには，せん断乱流の影響により他のタイプの火炎より安定性が高いことなどが明らかとなった．

軸対象乱流よどみ流の流れ場がよどみ流線に沿って実験的に調べられた．壁に近付くにつれ，主流方向の速度変動のrms値は単調に減少するが，半径方向のrms値は壁近傍で最大値をとる．後者の現われる原因は，半径方向の変動速度がバイモーダルなヒストグラムを持つためであることが明らかとなった．さらに，壁近傍における平均速度，変動速度および乱流運動エネルギーの分布を相似パラメーターを用いて規格化することができた．

対向流乱流噴流拡散火炎の消炎と火炎構造を実験的に検討した．窒素で希釈されたメタンの濃度，二つの流れの流速と乱れ強さ，平均流の伸張率をパラメータとして消炎限界を測定した．その結果，空気流の乱れ強さが消炎に対して支配的であるが，燃料流の乱れ強さが空気流のそれよりも強い場合にはこれも消炎に影響を及ぼすことを明らかにした．さらに，レーザートモグラフィ法により火炎を可視化し，その画像解析から火炎構造を検討した．その結果，拡散火炎を含む拡散領域は層流火炎片構造を持つことが明らかとなった．