低炭素社会に向けたエンジン燃料に関する研究

　地球温暖化やエネルギー問題が世界的な課題となる中、これまで自動車や機械で広く使われてきたガソリンや軽油に代わる、新しい燃料の研究が進められている。その中でも、再生可能燃料は、繰り返し生産できるという特徴を持ち、環境への負担を減らせる可能性があることから、将来のエンジン燃料として注目されている。しかし、再生可能燃料は従来の燃料とは性質が異なるため、エンジンの中での燃え方や空気との混ざり方が変化し、燃焼の効率や排出ガスの量に影響を与えることがある。そのため、新しい燃料を安全かつ効果的に利用するためには、燃焼の仕組みを詳しく理解することが重要となる。

　本研究では、燃料がエンジンの中で細かい液滴として噴射され、蒸発し、空気と混ざりながら燃えていく一連の過程に注目している。実験によって実際の燃え方を観察するとともに、コンピュータによるシミュレーションを用いて燃焼の様子を再現し、再生可能燃料がどのような特徴を持つのかを明らかにすることを目指している。これにより、燃料をより効率よく使い、排出ガスを減らす方法を考え、将来の環境にやさしく効率の高いエンジン技術の発展に貢献することを目的としている。

助教 呉 清 Qing Wu
研究キーワード 噴霧、燃焼、再生可能燃料、エンジン、数値シミュレーション
研究分野 流体工学熱工学
主な研究テーマ
  • 再生可能燃料の噴霧燃焼特性に関する研究
  • エンジンバーチャルの開発
  • 気液二相流の研究
研究概要

カーボンニュートラルの実現に向け、エンジン分野では再生可能燃料の活用が注目されている。これらの燃料はCO₂排出削減の可能性を有する一方、従来燃料とは物性や蒸発特性が異なるため、噴霧挙動や燃焼過程の変化がエンジン性能や排出特性に大きく影響する。実用化に向けては、燃焼現象の理解と同時に、開発段階での効率的な性能予測手法が求められている。

本研究では、燃料噴霧と燃焼の過程を対象とし、実験計測と数値シミュレーションを組み合わせた解析を行う。特に、実験結果を基にした燃焼モデルの構築および検証により、燃焼特性の予測精度向上を目指す。これにより、試験回数の削減や開発期間の短縮に貢献するとともに、低炭素燃料に対応したエンジン設計および燃焼最適化への活用が期待される。
提供できる技術 ・応用分野

再生可能燃料の噴霧・燃焼解析、実験および数値シミュレーションによる噴霧燃焼特性評価
主要な所属学会

機械学会、エネルギー学会
論文
  • Computational investigation of a turbulent jet ignition-spray diffusion combustion mode in a large-bore methanol engine, Int J Hydrogen Energy, 200 (2026) 152945
  • Experimental Study on Spatial Droplet Size Distribution of Diesel Spray Injected by Hole-type Nozzle Using Imaging-based Technique-Effect of Ambient Pressure, Atomization Sprays, 32, 5, 2022 
  • Numerical Study on the Nonlinear Dynamics of the Ligament Formation and Its Breakup of a Spherical Droplet Induced by Faraday Instability, Comput Fluids, 2019;192:104268
最終更新日：