syoukera
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4 years ago 本研究は，サブブレイクダウン直流電界の作用下におけるメタン空気層流対向流拡散火炎の自己相似を用いた定式化の有効性という疑問にを取り上げる．バーナの酸化剤と電界側に配置された二つの多孔平板電極によって電界は誘起され，混合層に平行になるように調整されている．近年の研究で行われたこの形状に対する実験と数値シミュレーションは，拡散火炎から軸方向外側へと向かう二方向のイオン風が輸送する運動量によって速度場が著しく修正されることによる空力熱化学と電界の間の強力なカップリング効果の存在を示す．しかしながら，この研究で示される通り，そのような強力なカップリングは通常の自己相似を用いた定式化の適用を妨げる．Di Renzoらによる定常軸対象数値趣味レーション結果（他成分の輸送係数と詳細化学反応を採用）について行った先験的な解析を，今回の形状に対する自己相似を用いた表現の適合性を指摘を目的として本研究で述べる．結果として，一つのオリフィスの半径と半径方向に電界の印加が無い条件で自己相似性は保存されるものの，印加電圧が増加し飽和条件に近い条件（電気的な力の場が2次元的になりバーナ中心軸近傍で保存されない状態）では破れることがわかった．結果として，自己相似の目的に対して，電界の増加は対向流バーナのスレンダーネスを中和し，縦横比を減らす．そのため，電界作用下の対向流バーナは自己相似条件の保存を探索するためには，余剰なスレンダーを持つべきである．
式（９）との比較？
https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S001021801930149X
Abstract This work addresses the question of the validity of self-similar formulations in describing the structures of methane/air laminar counterflow diffusion flames subjected to incident sub-breakdown DC electric fields. The electric field is induced by two flat porous electrodes located on the oxidizer and fuel sides of the burner and arranged parallel to the mixing layer. Both experiments and numerical simulations of this configuration in recent work suggest the presence of a strong coupling effect between the aerothermochemical and electric fields whereby the velocity field is significantly modified by the momentum carried by a bi-directional ionic wind directed axially outwards from the diffusion flame. However, as shown in this study, such strong coupling is incompatible with standard self-similar formulations of the problem. An a-priori analysis of the steady axisymmetric numerical simulations results in Di Renzo et al. (2018) [1], which employ multi-component transport and detailed chemical kinetics, is presented in this study in order to address the suitability of self-similar descriptions in the present configuration. It is shown that, while self-similarity is preserved in unelectrified conditions along radial distances similar to one orifice radius, it breaks down profusely in electrified conditions as the applied voltage increases and nears saturation conditions, where the electric force field becomes two-dimensional and non-conservative in the close vicinity of the burner axis. As a result, for the purposes of self-similarity, increasing electrification counteracts the slenderness of the counterflow burner and decreases its effective aspect ratio. Counterflow burners should therefore be extra slender if preservation of self-similar conditions is sought under incident electric fields.