微小重力環境を利用した近臨界混合表面液ジェットの不安定性の研究-（ノズル出口でのレーリー·テーラー不安定波の励起機構と短波長分断機構の解明）

摘要

ディーゼルエンジンやロケットエンジンに代表される噴霧を用いた高出力エンジンは高圧条件で作動し，燃焼室の気体の状態は燃料の熱力学的臨界点を超えているのが普通である．しかし，これまでのエンジンは（常圧下の噴霧の知識に基づいて）試行錯誤の積み重ねによって開発されてきた側面が強く，超臨界雰囲気中に噴射された液体燃料の微粒化·気化·混合·燃焼過程を支配する基本的な物理が理解されている訳ではない．そのため，高圧噴霧燃焼に対する基礎的な研究が行われてきている［1－5］．取り分け，微粒化は，噴霧燃焼の絶対的な前提条件であり，後続の現象が微粒化状態によって決定的に支配されることより，噴霧燃焼研究において重要な位置を占めている．そこで，我々は，高圧ジェットの不安定性の特徴を明らかし，乱流微粒化機構に対する新しい知見を得るために，図1に示す実験装置を用いて，高圧雰囲気中に液体を噴射したときの微粒化過程を調べる微小重力実験を行ってきた．この研究のねらいは下記の通りである．