RESEARCH
次世代バイオディーゼル燃料の製造法に関する研究
バイオディーゼル燃料はカーボンニュートラルな石油代替燃料として期待されていますが，
沸点が高いために潤滑油希釈が生じやすい等の課題があります．
そこで，バイオディーゼル燃料の蒸留特性を軽油に近づけるための触媒反応手法の確立に取り組んでいます．
着火油の多段噴射を用いた天然ガス機関の燃焼騒音低減
内燃機関において，CO2排出係数の低い天然ガスをより高効率かつ低騒音で燃焼させるため，
少量の着火補助油を用いて天然ガス希薄混合気に点火を行う二元燃料機関技術の研究を行っています．
燃料へのマイクロバブル添加によるディーゼル噴霧特性の改善
クリーンなディーゼル燃焼の実現を目的として，
燃料中に空気マイクロバブルを添加することにより，
燃料液滴の微粒化と空気との混合を促進する研究を行っています．
乱流熱伝達が生じる壁面近傍の流動推定
熱交換器などの熱流体機器の高性能化のためには，
対流熱伝達のメカニズム解明が重要です．
そのためには，壁面での熱輸送特性とその原因となる流動特性の両方を調べる必要があります．
しかし，実際の機器内部で熱輸送と流動を同時に計測することは困難であるため，
本研究では壁面計測データから流動状態を推定する技術の開発に取り組んでいます．
その一つとして，壁面温度変動から移流速度を求める相関法の開発を行っています．
上図は，チャネル乱流において赤外線サーモグラフィで得た壁面温度から推定した移流速度を表しています．
もう一つの手法として，機械学習による速度推定にも取り組んでいます．
下図は，チャネル乱流の数値シミュレーションで得た壁面熱流束を入力とし，
壁面から高さ1mmの速度を出力するニューラルネットワークの推定結果です（上が教師データ，下が推定結果）．
燃焼伝熱メカニズムの解明と制御
高効率な次世代燃焼器の実現へ向けて，
火炎と壁面の間で生じる伝熱の制御技術創出は重要な課題の一つです．
しかしながら，壁面極近傍で高速に生じる火炎-壁面間干渉を詳細に観察・測定することは難しく，
そのメカニズムは十分に解明できていません．
本研究では，MEMS技術を用いて微細な温度センサとイオン電流センサを集積化させることで，
壁面での熱輸送と壁面極近傍の火炎挙動を同時に評価できる計測技術の開発に取り組んでいます．
これまでに，予混合燃焼場におけるHead on Quenchingにおいて，
火炎が壁面に接近して消炎に至る際のイオン電流と熱流束の時系列変化を同時に測定することに成功しました．
流路断面の温度・速度分布を測定する抵抗線CT法の開発
熱流体機器の性能評価やモニタリングへ向けて，流路断面の温度・速度分布を測定する技術の開発に取り組んでいます．
本研究では，直径10ミクロン以下の金属細線を温度センサとして用い，
医療分野等で利用されるCT技術と組み合わせることで，
流路断面の温度分布を再構築する技術を開発しています．
さらに，上流と下流で得られた温度の位相差から速度を推定し，
温度と速度を同時に測定する技術の開発に取り組んでいます．
加熱空気噴流を用いた熱流束較正技術の開発
熱流束測定には熱流束センサが利用されますが，
測定値の定量性を担保するためには定期的な較正が必要です．
しかし，既知の熱流束を付与することは難しく，
十分な較正が行われていない場合が多いというのが実情です．
そこで本研究では，加熱空気噴流を用いた熱流束較正技術の開発に取り組んでいます．
空気は固体に対して熱浸透率が十分小さいため，
異なる材料の熱流束センサに対しても同一の熱流束を付与することが期待できます．
さらに，MEMS技術を用いて自己較正機能を持つ標準熱流束センサを開発し，
加熱空気噴流による熱流束付与装置と組み合わせることで，
簡便に熱流束較正を実施できるシステムを構築しています．
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