報告書番号

M06001

タイトル（和文）

火力機器を対象としたLarge-eddy simulationによる計算手法の開発 －旋回流れに対する有効性の検討－

タイトル（英文）

Large-eddy simulation on practical fossil fuel furnaces -Validity of LES for swirling flow-

概要 （図表や脚注は「報告書全文」に掲載しております）

石炭燃焼試験炉（BEACH炉）ならびに石炭ガス化研究炉（FRONTIA）のコールド旋回流れを対象に、完全エネルギー保存型スキームと非構造格子を用いたラージ・エディ・シミュレーション（LES）を実施した。BEACH炉を対象とした計算から、バーナ近傍に形成される再循環流の領域は、LESによる結果の方が時間平均（RANS）モデルによる結果よりも小さいことがわかった。実験値との比較から、LESはこの領域の流速を精度良く予測可能であり、RANSは流速を過大に評価する傾向にあることがわかった。FRONTIAを対象とした計算から、コンバスタバーナ噴流により形成される旋回流がリダクタバーナへ及ぼす影響は、LESの方が旋回力が早く減衰するため、RANSよりも小さいことがわかった。以上から、LESはRANSよりも旋回流中のミキシングを正確に評価することが可能であり、LESの有効性が確認された。

概要 （英文）

Large-eddy simulation (LES) with complete energy conserving scheme and unstructured meshes is performed on swriling flows in the coal combustion test furnace (BEACH) and the coal research gasifier (FRONTIA). As results on the BEACH that LES predicts smaller recirculation region formed near the burner than Reynolds averaged Navier Stokes (RANS) model does. It is found that the velocity in the recirculation region can be captured more accurately by LES than that by RANS. As results on the FRONTIA that the influence of the swirling flow formed by the combustor burner on the jet from the reductor burner is smaller in LES than that in RANS. This is due to that the swirling flow is reduced by turbulence mixing in LES. The effect of the turbulence mixing can be captured by LES more accurately than that by RANS and the validity of LES is confirmed.

報告者

キーワード