JPS5987334A - 燃焼又は反応を伴う流れ場における流体流れのシュミレ−タ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、燃焼又は反応を伴う流れ場において流体が現
実に示Ｊ流れの変化を水流モア゛ルを使用１ノで再現予
測でるシー１ミレータに関づる。

従）１（、流れの可視化は、水流について行イｆねれる
ことが多く、でれは、■どじて流４′１の相似ｆ）１を
保つのに空気流の約１　／　１５の低速でよく、また物
体に動く流体力も空気流に比べ約８００　（ｉ’ｉと大
きいためであった。しかし、この水流計アルは、圧縮１
ノ１のない流体の流れを可視化状態に河川ｌＪ、渦の発
／［の右５（（（ヤ）工の１艮、ｄ１１減状況くｉ−ど
の定性的観察並びに大まかな定量的測定には便利である
が、ｆｆ縮１Ｊ＋が／、ＴいｌＪめ、燃焼又は反ＬｉＬ
、を住う流れ場の如く流体の膨張、圧縮によつ（流れが
変化・する流れ場を再現７１ろには不向きτ′ある。し
かるに、１尾キ１／、は他に適当な流体実験モデルが存
（’ｆ　ｔ、　ｙ、＞かつｌ、：ため、水流ニジ゛ルを
使用した定↑１１的情報及び゛１′定β的情報から燃焼
及び反応を伴う流れ揚の状況ら４１１測されていた。即
ら、燃焼及び反応を伴う流４′１揚をＩＪｌ察づるｌ、
：めの従来のシュミレータと１〕でＬｅｔ、膨張及び１
１−縮による流体の流れの変化を除外ｌ、・た低次元の
らのしか存右しなかつｌ、二。

本発明は、燃焼又は反応を伴う流れ場において流体が現
実に起こＪ流れの変化を水流しデルを使用しτ■り現予
測ｌノ１′′７るシ：１″：１ノークを提供覆ることを
目的と４る。１ １ＩＪｉかる「１的を達成りる本発明は、燃焼及（Ｙ反
トドを伴う流れ川にＡ’３　ＬＪる流体の流れをシコミ
レ−１・するには流体の膨張を考慮しｌＪ、（〕れぼイ
トらり′、（−ご）− のｉ＝めには流体の流れ方のがｊ寮（３１勿論のξど流
体の平均１Ｉｉｌｌ　Ｉ良、変！Ｔ！ＩＩ哨Ｉ廟及び平
均法１αを測定しにれらをある燃焼モデルにｉｉｌ、　
７５いて燃オ′］１と二次空気どの１１１合状況及び−
ての変化に対応ζ′５廿ることにより流体の燃焼状況を
Ｙ測づることが可０ヒであるどの知見（、ｍ　３＋Ｃづ
ざ、［７゛ル水槽と圧力水供給源とを繋ぐ管路にｉｌ：
ｉ径３ｍｍ以下の小孔を少４１〜くども１つ穿孔したＡ
リフｒスを６Ｑ貿してＡリフｒス通過時の局所的ｎカ低
下に伴う脱気環条にＪ８って微細か゛つ均質イヱ気泡を
水流中に人帛に出現ざ（」、この微細かつ均質な気泡を
密に含む水流で水＋！’！内に流れ呪を再現′！する一
方、この流れ川にスリン）−３に５を当てて気泡での乱
反用により任意断面にお；−１８流れを可視化づる可視
化装置と、＋）ｆｆ記可視化装置〜から光１．！らねる
１１（乱光をＴＶカメラτ・撮影ｌ）こ１１をｔ：クア
レビの／ラウン管に映し出づどｊｌ；　ｆ、、：接近し
Ｉ、−２点にお（Ｊ８散乱光の変化を前記ブラウン菅−
１で測定Ｊる２個の）４１゛・けンＩＪ−を有する散乱
光Ａ１１１定Ｑ’　ＩＦｌと、前記フＡトレンリ”から
ｉｑられる一方の測定５（１におＧＪる測定値と前記水
槽の水流噴出１」付　　− 近の散乱光から得られる基Ｑｊ値とを比較演ｃ’ｉｉ　
１．、　を測定点における瞬間的へ、＆Ｕ度を求める一
淵ｔ、＋ｓ　Ｉｌｌ’ｌ定回路と、ｉＸｌ記）Ａ［−セ
ン９−かｌう出力される接ｉｆｉじｌ、−２点における
散乱光の変動の１１、シ間的づ”れを相ｒ１４１１関関
数を用い（求めこのｎ：７間を気泡ｌ！Ｙの前記〕４１
・［ごン゛リー間の移動時間と（〕て流）申を求める流
速測定回路と、前記測測定回路において１ｔＩられ１．
−淵Ｉ１１変化と流速変化を基にある燃力２１ニデルに
沿っ了燃焼又は反応を伴う流体の流れの変化を予測づる
予測回路とから１１１！成されている。

以下本発明を図面に示づ実施例に基づいて８ｒ細に説明
りる。

Ａ＜ｎ明のシ１ミレータは、気泡を含む水流にＪ。

って流れ場を再現しぞれを気泡での光の乱反則を利用し
て可視化づる可視化装置ｉｍｌ　３０と、流れ場の散乱
光の変化を測定Ｊる散乱光測定装置３１と、１１に乱光
の変化から用量的な濃度、流速を求め、でのアークに基
づきある燃焼［アルに治って燃焼又は反応を伴う流れ場
の状況を予測づる演算回路部３２とから１″に成る。

１１− 萌配水流モデルｉ’ｉ）祝化装置３０は、第１図に承り
ように、可視化１ノようと覆る流４１揚を再現リイ）Ｆ
−γル水槽（以Ｆ水槽と略称″りる）１と、この水槽１
にＧ＜を泡４を混入さｊｌだ流体・水を例λば底面から
供給づる流体供給−】ニラ１−２及び木１！＋＋　’＋
内の流れ揚にスリン１〜光５を照用りるスリン１〜光洲
；３とからしに構成されている１、この可視化装置６に
、１メいて、水槽１の底面から流入した流ｆ木は、水槽
１内に−，，Ｌ１′３いＣ流れ場を山−現しｌ、：の１
３水槽１の１ツノの排水口６から図示し４ｆい排水管を
通じてｉＪｌ水ｉ”：　４’＋る。１ノ１水は気泡以外
の異物を含んでおらず又気泡ら一部を除いてＴｒｌび水
に溶（プ込んでしまうため、何らの処理を施づことな・
（でのままＩＪｌ、水【〕てらＪ、いし、そのままの状
態で再使用゛りること６可能である１、尚、流体を水槽
１の、１−ｙノから導入し底面から刊本覆る口ども、ま
た側壁から導入覆ることしある。１ ここで、前記水槽１に流体・水を供給りる流体供給ユニ
ット２【Ｊｌ、図示しない圧力水供給源と水槽１の流体
噴出１１７とを結ぶ管路８の途中に設置、Ｊら１″ｌた
オリフィス９どから成り、３９７４１９部分（−おＬＪ
る）、４所的減ｊ丁作用（こ（１１′う脱気）児象（こ
Ｊ、つて月）スされる流体中に固溶さ４１ている空気を
・気泡４としｒ流体中（、−出［（Ｈさ１！、気泡４夕
人ｔＩＡに含んｌ、゛流体どじで供給りるｂの−Ｃある
。

Ａリフスで）は、直径３ｍｎ１以下の小孔を少なくとも
１つ穿孔しＩＪものである。オリフィス９の小孔の径と
介１１気泡４の直径及び均質性とには密Ｉ＆な関連ＩＩ
ｌが（１リリ、小孔直径が３ｍｍを越λると、発生気泡
４が１４１（ソ）Ｃ不均質とむり精密な測定や宙吊測定
に適さなく’、’ｒる。−偵に気泡を１−レーりとしｒ
１ヴ！用する１易合、流れへの追随性不良（Ｊｊ、るｒ
ｆＡ差及び押力にＪろ誤）ｔを考慮Ｊ′れば、可視化に
、１．る最適な気泡直径は０．０６・〜０．２ｍｍの範
囲であることが好；１１ノく、更に気泡４の水中への溶
（−Ｊ込みが「ｅ明に起こらないＪ、うな条件を鑑みれ
ば０．１ｍ１ｌ１前後が根も好まｌ）い。そこで、オリ
フィス９のＩＹと発ｔ１−気泡１の粒径割合との関係を
求めＩ、二本発明者等の実験結果（第３図）によると、
直径３ｍｍのＡす７（ス９で（Ｊ可視化に最適な直径０
．２ｎｕｎ　７− 以下の気泡４が７０％程度を占めその゛１ｊ均直径は０
．１１３ｍ＋ｎであ−，）　Ｔ　５１ね均￥、’ｒ　本
：もの（・あるが、ＩＣ目％４ｍｍのオリフｒスＯにな
ると直ｔ￥０．２ｍｍ以下の気泡が３０９ｉ′ｌ稈度ど
低く不拘Ｙ１となる。このり”験結甲から好ましいΔリ
ノｒ７径は、φ１．５ＩｌＩ　ｎｌｌ千手゛あり、根も
好ましくはφＱ、８ｍｍ１スートφＱ、５ｍｍ以１、で
あル１．直径Ｑ、５ｍｍ末１箇のオリフィス９を除いた
のは流体中の陛て口ｉｉｉ’ｉりを起こしｊＪＩ　＝）
η気泡発生が不安定となるからであり、Ｌ流に効宋的右
゛フィルタを設Ｐ１シて塵を完全に除去−Ｃ；■るので
あれば０１５ｍｍ未満の直径でし良い、、第３図の実験
結果に３１、るど、Ａリフイス径Ｑ、８ｎ＋ｍで９ｋｇ
／　ｃｍ２の圧力を加えた１月合、直径０．０７８１〜
０．２１０（３ｍｍの範囲の気泡１が発４１シているξ
とが拡大写真をンイクロスコー／で測定覆ることにより
確認さねた。でして、イのとぎの気泡の平均直径はほぼ
Ｑ、１ｍｍで可視化ｈｌ囲の中で１段も好ましい気泡径
といえる。ここで、流ｌｌを増加Ｊる場合に（、Ｌ１オ
リフＣス９の小孔をふやして発〕１気泡を増昂づること
にＪ、り流体中に含まれる気泡の含（ｊ十を一定にでε
Σる。

まＩ、、、水槽１（Ａ５、本実施例のｊ間合、アクリル
樹脂やガラス等の透光ｔ１材斜にＪ、って横断面方形の
角筒形に形成されてＪ３す、上方に排水口１（３を底面
に水流噴出ロアを右づる１、この水槽１は１．ノズルヤ
）バーブ等の水流モデルの場合には流れ場を形成！する
人−めの容器に過ぎないが、フ７ｙ　−−？ス内の流体
の流れを可視化覆る場合等にはそれ自体がモデルの一部
として使用く＼れる。ＩしたがつＣ１水槽１の形状は図
示されているものに限られり゛、円筒ヤ）Ｔルア１り管
形等の必要に応じた種々の形状を採り得る。また、水槽
底面の水流噴出「」７には観察１ノようとする流れ揚を
再現するモデル例えばノズルしデルヤ）バーＪ−Ｅデル
１０等が一般に取付けられる。

もっとら、■モデルを水流噴出ロア　ｈｌ　Ｉら離して
水槽１内に設；ｒ１シ、水流噴出ロアに４３いては流れ
に何ら変化をｌ）えない場合もある。本実施例の場合、
バーブノズルモデル１０とパーツタイルモデル１１とが
設置され、燃料と空気の混合状態、その割合などを測定
４るため、パーツノズルｔ′：ｒル１０−　セｊ　− からは気泡４が混入された流体（燃料に相当づる）を噴
出さ１！ると共にての周囲からは気泡が混入されでいな
い流体（二次空気に相当づる）を噴出さＩＬでバーブク
イルＬアルｑ内で両マ１を混合ざＩＬるように設けられ
ている。勿論、この水流噴出「１７の個数及び位置は図
示のものに限られない。例えば、ファーネスに少数のバ
ーナを設問する場合の水流上−デルのときにはバーナの
配置位置が熱分１’ｌＴにＩｊえる影響を水流モデルを
使用して観察りる場合があるからである。尚、本実施例
の水槽１は周壁全面を透光＋！１月オ′）１で形成して
いることから、観察８イ１いし観察機器に対向づる而が
観察窓に相当し、スリット光源３に対向覆る而が大割光
窓に相当する３、シか（）、水槽１は全周壁面を透光４
１１材別で形成づる必要は４ｊ：り、少なくともｖＡ察
窓ど入ｑ・１光窓がでうであれば足りる。この観察窓と
入り・１光窓は、スーツ１〜光５の入射方向と９０〜１
４　Ｅ’ｉ　ＬＣＬの角度の位置で最適の乱反ｑ・ｉが
１７られることからでの範囲に（ｆ／　ｆｉｔ’ｌさμ
ておけば良く、水槽１を円筒型に形成Ｊる場合には周壁
の９０〜１４５麻の範囲を透孔祠１′ｉｌ　Ｆ形成＞ｊ
ることにより代えることができる。尚、観察窓と入ｑ１
光窓を除く他の周壁面（底面を含む）を光吸収体で形成
Ｊれば、観察室内の照明を落どさずども気泡のみが散乱
光に６１、・）η１１　Ｓ’ｔ′つので観察が容易であ
る。ここで、光吸収体と（ま水槽１の内面のみを黒色に
１色したしのて・’ｂ良い１．史に、流れ場の状態を流
れ方向と直交づる面部Ｉ５輪切りにしで観察覆る揚台に
は、流れ場を横切るスリット光５に対して９０〜１４５
１−ｅの１箇囲と（１１水ＩＦＩ　１の大月・上方どな
る。したがって、この１月合には水槽１の上方にＦｌ！
察省ないし観察機器を設置ＣＪる。

更に水槽１内にスリブ（〜光５を照用づるスリット・光
源３は、公知のいかなる手段でらＪ、い、３例えば、ス
ライド映ち１幾にスリブ１〜を入れた仮を捕し込みスリ
ブ１〜光をｉ！Ｉるようにしても良い。この場合、スリ
ブ１−の切込み方向を変えた幾枚かのスリット・板を用
意することにＪ、り流れの任意の断面を透過覆るスリッ
ト光５を１りることができる。スリブ１′・光５（ま気
泡４に当たって乱反射Ｊるが、−での１）シ乱先は光が
入射し！、二方向から１）０・〜・１　・１　！〕Ｉ！
°巨ノ）範囲で扁もＪ、り検出される特）（１をイｊし
−（い＜１５、尚、気泡４の任が充分微■１か゛つ　様
で・ある、ｌ・・１れ＋ｒＨ桧乱光の強度は甲１１〕体
積中の気泡個数即ら気泡ルシト：式僚に比例１ｊるど）
′、えられ、イれは散乱光の強１！：［ｈ）潤度に灼応
りることを意味りる１゜ まｌ、−１第２１ソロ１−示１）、１、）に、水槽１の
観察窓の前面には散乱光測定！！、ｉｆ”ｌ　３１のＴ
Ｖカヌ−ノ２０がｉｉＱ　１ｆｊＹ　サれｌいる。、散
乱光測定４？＜　ｆｉＦｊ　３　’Ｉ　ｆ、Ｉｌ、水（
ｖ１１内の流れ場を１′ｆＱの人込・さに歴影りる一Ｉ
’　Ｖ　ｂメツ２０と、′［−タｊレビ２１及び５−の
Ｌ−ニタｊｔノヒ′２１のブラウン管上において映し出
された流れ視のｆ■意の個所の散乱光の変化を測定１ｊ
る）４１−レンーリ２２，２３ど／）璽ら成く）。前記
フＡトレンリ１１、木来澗１３；［測定用に１つ、）宋
瓜測定用に２つのｉ′′７ｉｉ！３個必要であるが、本
実施例の場合には２゛〕のノアＦ・１了ンリ２２，２３
を用意して　方を」札用し、ノΔ１−［ごンリの　方の
電気仁９を）招瓜測定に用いている。尚、フΔ１・１了
ンリ−２２、２３１に、光学的（ｉｆｆｉ　””３を電
気的４Ｆ）’＋　＠に変換するしの゛（、この他の）Ａ
Ｉ・１？ンリを使用しても良い、。

更【Ｊ１演膣口路部３２は、フォト［！シリ２２゜２３
からの？１１気信りＪ、リス１−・ン信号６−除・（〕
ｒルタルクＩど、電気的（ｉ−ｉ月に変１負され）、：
Ｉ３！！乱売の変化に１＜づいて瞬間的な潤度を測定づ
るａ：１１度測定回路及び近接りるニーＪｊ１にお（）
ろ濃磨変動・散乱光の変化の時間的ずれを相η相関法に
Ｊ、り求めて速度をＣ１出づるＪ、うＥＳプ「１グラム
さ４また）虫麿測定回路を引込／υだミニコンビＬ−り
２５とから成る、。

尚、図中符＞’Ｕ２６．２７及び′２８で示されるもの
は、大々５’−ｒスプレィ、ＸＹグ１］ツク及びブリン
クである。

以１の６１．うに本発明のシ１ミレータ（，１，構成さ
れているので、次の如く操作づることに、」、す、燃焼
父は反応を汀う流れ場におｌする流れの状況を予測でさ
る９゜ ま４゛、Ｉ；力水供給源から水槽１に向１：Ｉ　Ｔ流体
を圧送づる際【、−１Ａリノイス９に、１３ける局所的
減圧作用ｔＳ伴イ、−う１１（（気現象によって流体内
に固溶（キ］″１ている空気を可視化に最適な微細かつ
均質な気泡どしてｒＡ　ｆ’ｆ、中に密に出現さ１．Ｌ
る６、ぞ（）（，２二のｉＨｉり細カッ均Ｙ’、ｉ　４
−気にヲ畜に含Ａ、１．ｆ流体（：　〕Ｉｌ　ｔｆｔ　
ｉ内（、−所望の流れｉに！をＭ現づ／、）。ぞごへ、
スリット）シ１〕４照川リイ）ど、スリブ）・光５）か
気泡’Ｉ　ｉ：Ｚ　Ｊノ（乱反則し散乱７するので、水
流中に、１）ける気泡４の（ｊ存が第１図に示りＪ、う
に火の粉の如く明瞭に表われ流れを可視化Ｊる５、この
どさ、散乱光の強度はｊｌｌ（１’７体積中の気泡個数
即し気泡密麿数に比例ＩＪると貨えられ、イれ４Ｊ散乱
光の強度が＋Ｉｔｌ＋麻に比例３ｊることを意１．りる
ことから、気泡の流イホ中におＩ−Ｊる相密状態即ち潤
度を散乱光の強度という蜆貞から口視観寮できる。

更に、この水槽１内の流１１は、ｕ）２図に示Ｊよう（
、−、ホ槽仝面の丁Ｖカメシ２０Ｔ″囮影されて■二タ
アレピ２１のブラウン管に映し出される。、でして、ブ
ラウン管」−のｌ［の点におけるｉｌｌ　Ｉｆｆの変化
即ら散乱光の変化がブラウン管上のフォトレンリ２２に
Ｊ、って測定され電気的１８号例えば電圧の変化と１）
で検出される。

ここで、気泡４を１ヘレー４ノーとして使用でること１
ζ、１．り流１本の流れを可視化できるとして１〕、一
つの気泡４４１？１定しく、Ｙの気泡４が所定距離１−
を移動力る１１．ｌ＋間を測定マＪることは不可能了あ
る。ｌ−、かし、微細／ｌ”、”、）　Ｉ’、ｌ　’ｌ
、、’Ｊ　／ｊ　−ｉｌ　ＲＱ　／ｌ’ｉ密に含ましＩ
、’６！Ｅ　Ｃ４カＩ’１り出′？Ｉ流４１場に、（５
いて、一定濃度の気泡君Ｙが移動づる現τ！　Ｃ１，つ
の測定点において１ＩＩ１１度変化と」）でノ（４つ１
″Ｉる３、でして、この気泡Ｒ）″の移動現象は、（４
１め（’　Ｍｉ：い他の１！、＋　に二Ｊ３いＵ　ｆａ
ｔ：極めて類（＋’スする波バラの淵）−α変化どしで
表４つ′４″Ｉる。このことから、気泡群の近接Ｊる一
点間（、二おりる移ｆＪ＋時間は、画点にお１−ｊる淵
１衰☆化の時間的ずれとして把λることが゛で・きると
の知見をでるに〒つた。

てこで、モニタテレビ２１のブラウン管−１に）斤接し
く；；り（づ１）れ１、−２つのフォト１？ンリ−２２
，２３にＪ、っτ近Ｊｆ；　＝Ｊる二点における濃度変
化即１う散乱光の変化を人々測定する。

フ４１〜［！シリ２２，２３を通じて７［ｚ気的（１，
弓に乃：１偽され人二瞬間的な１ｌｌｌｌ庶変化は〕ｒ
ルウ２４を通して王二りＪレピ２１の画面のスニ１トン
イ菖弓を除去した後ミニコンビニ７−’）２５に大々入
力される３ミニ゛］ンビＬ−り２５において（，１２、
い７１゛れか方の任意の）ｔ１〜センリから１！７られ
た電気１；ｌＩ翼を阜（、−任意の測定点１：　Ａ−３
ＬＪる瞬間的む淵１１；ｌが求めらｉする。ここて流体
の濃度は、散乱）にの強電が甲（ｉ’７体栢中の気泡１
ＩｌｉＩ数即１５気泡密ｊな教に比例づるどにλられ口
つでの中位体積中の気泡個数が混合状態にある丁流体に
占める気泡を含む流体の割合い叩Ｊ）濃度が低下するに
−）れて低減りることかう、気泡を含む流体が他の流体
と況わる前のｂ；コ捧哨１１冒１７にお（−）るｆｉｓ
！乱尤の乱光さを、ｊ３　Ｑ！にして算出１Ｊることが
でさる、１つまり、任意の点にｉｌ’５１’Ｊるｆｌｉ
ｐ　１．！：鼾（１、での点にお（〕る測定電Ｉｔを里
卑電Ｆ〔Ｔ除りることにより求められる１゜ また、ミニ７１ンピコータ２５においでは、ｌ１ｉ１１
１〜に２つの測定点で起こる濃度変化の時間的ずれ・ｎ
人遅ねＩ、１間が相互相関関数法を用いて算出２きれ速
１狂が求め１）れる１、前）」（ｌツノ、＝ように、接
近１）だ二つの測定点においては、第５図に承りように
、似／、：　１ｆＩＩ４’＋変化が起こる１、ぞこで、
各測定点にＪ３する濃度変化を統旧的に処即して１．１
１敗約４１−ピークを各”−’　　　ｌ　　Ｌ）　　− 々求め、このピークを基片にし−（眉人）１３ｉれ■、
ｌＩ間１を、！之める。ｒｒＡ人ｙ′トれ時間即ち気泡
群のノＡ１・じンリ２２，２３間移１Ｆ１１１１；）間
△１が求められれば、フォトセン→Ｊ’　２２　＋　２
１’３間の／ｌｊ離Δ１−があらかじめ定めり４１でい
ることから、＼ｌ　−△ｌ−／△ＩＪり流速は簡１ｉに
求められる３゜ 更に、ミニ７１ンピ］−夕２５内においては、測定によ
り冑られ／、−瞬間的な濃度変化と速麻変化をある燃焼
ｌデルに対応さ０ることにより、燃料と空気の）Ｒ合割
合及びての変化を算出でき、かつ燃焼温葭やＣＯｆｉ’
！、０２ＦＩｌ！等の必要な分布状態を二次元１γル化
でざる。つまり、燃焼又は反応を伴う流れ舅にＪ３ける
流れの状況を、水流１デルにＪ゛って再現された実際の
流れ揚と異なる流れ川におＩＪる濶麿分布及び速度分布
から子測りるのである。

ミニコンビＬ−タ２５において算出された予測流４１関
は、ディツブ１ノイ２６に予測値とｌ、でてのまま両面
表示（きれ、更にＸＹブロック２７においで一次元的な
いし二次元的な図標ど］ノで表示され、史にブリンク２
８にｄｊいて数値として印字される。１１６− 尚、し−タｉ’　１ノビ２１のブーンウン管１（こ１Ｊ
−タ（〕るｊ１シ乱光の輝葭測定は、測定領域中もっど
し口１“）い部分てら微小出力Ｉ’１１．？ば３ｎｌＶ
ｆ！ｉ！度を承り、Ｊ、う（Ｊ、またも−）どし明るい
部分が測定レンジの最大ｌｌｌ′１近くむるＪ、にｔ−
タを調整して行なうことが必要である。ま１．−１測定
ＩＩ′／ｉｆ’：ｆの変更は、１：ニクテ１ノじ′２１
のブラウン管上のフＡトヒンリ−２２及び２　：’、　
４：移動さ１！ることにＪっても行ろ′いｉ！ｌるが、
ブラウン管の中央が周１２２Ｊ、すし安定かつ明るい輝
度を１ｒＩｌることができるので、フォトレンリ−２２
，２３Ｑ）位置を固定１ノたままＴＶカメラ２０を１−
ラバース（図示省略）にて倣動さくＬることにより撥影
１．１所を変更り゛る方が好ましい１．また、散乱光の
測定（，１２、水槽１内に流れ場を再現覆るのと同１１
，１に１ｆｆｌ　ｔｉ　ｃＪる必肢はイヱく、一度水槽
１内に流れ揚を］１ｆ現し−ｃ′トの４３：　７’をＴ
　Ｖカメラ２０て搬影づる際に図示しイー′いビｉ″Ａ
−Ｊ、ｄｊ置し一録画しくおルーＪば、これをにニタＪ
１ノビ２１に映し出りことにＪ、り何ｍｂ測定可能１１
′＜ｒる。史に、狭く複雑イ１流れ揚であってＬつ、囮
影りる際にズームアツプすることＣフＡ１〜［！ンリ２
２及び２３のｉｌｌ対的小形化を図り測定を可能どりる
。

１メ−１の説明Ｊ、り明らか′／ＪＪ、：うｔ：、本発
明のシ、１ミレータは、微細かつ均質な気泡を密に含む
水流て７ｒｆ現さねに水（ｎ内の流れ髪にスリット光を
当てて気泡での乱反射により任意断面に（１３（］る流
れを可視化りる　方、散乱光をＴ　Ｖ　、ＩＪメラで崖
影して［ニタ）用ノビのブラウン管に移（）出Ｊと共に
近接ｌノた２ノ；１にＪ３いて前記散乱光の変化を・前
記ブラウン管Ｊ−の２ｎ１１のフＡトセンザで各々測定
し、接近ｌノだ２点にお（する散乱光の変動の時間的ザ
４１を相η相関関数を用いて求め、この時間を気泡ｎＹ
の前記７４１〜レン−リー間の移動時間として速度を求
めると共に単位体積中にお１）る気泡数即ら淵１３；ｒ
と散乱光の強電どの間の相似関係に）１支づぎ測定点に
おける１１（乱光の強′ｃトど水槽の水流噴出口にお【
Ｊる散乱光の強さとを比較演算してｏｆ！Ｉを求め、こ
れ等製電変化と流速変化をある燃焼ｌ−デルに対応さｉ
ＩＣ燃利燃料気の況合割合及びその変化を棹出りるよう
にしたので、燃焼又は反応を伴う流れ場にお４Ｊる流れ
を実際の流れと異イー「る水流し）ルか”’＞　’！’
　ｉｌｌ’ｌし１１７る。また木シ７ミレータは、流１
′１↓にを−［＼／人１メジで１市彰し、１ニタルじに
映し出しくかＩ）ノア１トセンリく測定１するようにＩ
ノているのＣ゛、流Ｐ＋場の任意の場所を任意の人ささ
に拡大しく測定できるど共にビ＞″Ａ装置ｒｊに録画し
【４月りば実際の水流実験を行イｒわずともいつでら」
り定でさる。

【図面の簡単な説明】

第１図（Ｊ、本発明にかかる燃焼父Ｉ４１反応を伴う流
れ場にｒＦ３１．：Ｉる流体流れのシ１ミレータのう）
５可視化装置部分の（１メ略図、釘！２図は同じく散乱
光測定装置と演算回路部分の概略図、第３図はＡリノＣ
ス径ど気泡粒径割合との関係を３１２めた実験結宋を示
ずグラノ、第４図は可視化され六−流れ川を示づ説明図
、第５図は第２図の装置において）Ａ１〜レンリでＩＩ
＋定されたｉ１１度変化の位相を示１グラノである。 １・・・ｔデル水槽、３・・・スーツ１〜光源、４・・
・気泡、５・・・スリット光、８・・・管路、９・・・
Ａリノイス、２Ｏ・・・ＩＶカメラ、２１・・・モニタ
ｊレビ、２２，２３・・・ノＡ１・１！ンリ、２／Ｉ・
・・ノイルタ、２５・・・ミニ】ノビ１−タ、ζ３０・
・・可視化′装置、３１・・・散乱光測定装置ｆｌ：Ｉ
　％　３２・・・ｉｐｉし）回路。 特許出願人　　　口木フ７−ネス工業株式会社−／　Ｕ
　− 第５図 ｔ ＴＩＭＥ（ｓｅｃ） ′丁牟売ン市ｉ’、：Ｆ１１＝”ｊ ｌ　、　ｌｉｆ！＋の表示 昭’Ｉ’ｌ’ｌ　Ｅ）７　’１　牛？ｚｉＦｔＥでｌｆ
ｆ！１０Ｇ、　　０９８ｊ３２、発明の名［か 燃焼ヌ【：１反応を伴う流ｌ”ｌ川における流１本流れ
のシｌ−ミｌノーク３、補Ｔを１ブる賃 ’ＩＩ　ｆ’ｌ　トノ関係　　１’１Ｉｉｉ’ｒ出Ｆ１
ｒ１人−ミノトクシハ １１　所　　　東京都　港１ゾ　芝　ｒｓ　−Ｊ−ｎ　
：３３蓄７シ３二小ン　　　二１ウギ１つ 名　称　　　［１本フン・−ネス−「業株式会ｉ！１り
Ｊツノ　　リーＩウイｆ 代入Ｉｔｆｆｆｌ　　中　　良　− ４Ａいツム ５、浦Ｉｌ命令のロイ・１ 自発 ６、　ｔ＋１ｉＩ−１のλ・１ｇ！ にで！ｆ（！：ｆ　ＩＳ添イ・１した図面７．７＋ｎ１
ｌ−の内容 別４′ｊ（のど１１３す

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. ■ゲル水槽と圧力水供給源とを繋ぐ管路にｌＩ′ｌｔ１
   ！３ｍｍ以下の小孔を少！’ｆ　りと５１つ穿孔したＡ
   リノイスをｉｉＱ　Ｐｌ　シ’−＜Δリフイス通過助の
   局所的）１カ低下に伴う脱気現象に、Ｊ、って微細かつ
   均質な気泡を水流中に大量に出現させ、この微細かつ均
   質＜１気泡を密に含む水流で水槽内に流れ場を再現づる
   一ツノ、この流れ場にスリブ１〜光を当てて気泡了゛の
   乱反射に、１、り任意断面にお（）る流れを［■視化覆
   る６１視化装置ど、前記可視化装誦がら発せられる散乱
   光をＴＶツノメンで囮影しこれをモニク戸ｌ）どのブラ
   ウン？πに映１ノ出覆とハに接近した２点にお１ブる散
   乱光の変化を前記ブラウン管１で測定覆る２個の７Ａ１
   〜セン）Ｊ−を右づる散乱光測定装冒と、前記７４し・
   ＩＺンリ−から１′′７られる　方の測定ｊ？、（にお
   （Ｊる測定値ど前記水槽の水流噴出「１付近の散乱光か
   ら１ｒＩられる基準蛸どを比較演しτ「して測定点にお
   ＩＪる瞬間的＜ｒ　ｔｌｌｔｉ　＋＊を求める温石測定
   回路と、前記〕４］・［・シ″りから出力さ４する接近
   した２点にお：づる１１シ乱光の変動の１１．）量的ず
   れを相り相関関数を用いて求めこの１１，１間を気泡群
   の前記フＡ１−しシリ間の移動としＣ流速を求める流速
   測定回路と、前記両測定回路においＴ　（！７ら４’ｌ
   た濃度空化ど流速変化を基にある燃焼■）“ルに沿って
   燃焼または反応をともンｊ′う流体の流れの変化を予測
   りる予測回路とから成ることを特徴と１ノる燃焼又は反
   応を伴う流れ場にｉｌ：ｉ　ｌ−Ｊる流体流れのシコミ
   ｌノーク。