共同研究部門（ケーヒン）研究

研究テーマ

■先端微粒化解析工学を用いたインジェクター噴霧予測研究
Injector Spraying Prediction Research using Advanced Microatomization Analysis Engineering

【背景】
自動車用エンジンにおける吸気ポート燃料噴射（PI）と筒内直接燃料噴射（低圧DI）においてはさらなる燃費･熱効率改善が要求されており、それには燃料噴霧性能の向上･噴霧最適化に関する研究開発が必須であります。
【目標】
先端微粒化解析工学を用いた直噴インジェクターおよびポートインジェクターの噴霧微粒化特性に関するスーパーコンピューティング手法を確立します。
【期待される成果】
本共同研究により、インジェクター内部燃料流れから液膜の一次分裂及び噴孔から出た後の二次分裂と燃料液滴形成に至る一連の微粒化噴霧挙動を統合的に予測する数値シミュレーション技術が確立できます。これにより、可視化が不可能であったインジェクター内部流れの挙動や微粒化液滴形成挙動、燃料液滴粒径分布、噴霧拡散挙動、噴霧流速等の情報をコンピューター上で統一的にシミュレーション予測することが可能となります。本研究により、これまで必要とされていた大量のモデル実験や高額の光学計測機器を使用した計測実験に要する時間的･人的コストを大幅に軽減化させることが可能となり、燃費･熱効率と環境性能に優れたインジェクターのデザイン･設計がスーパーコンピュータ上で実施可能となります。

■高効率・低騒音送風機流れの可視化と最適化研究
Visualization and Optimization Study of Efficient and a Low Noise Fan Flow

【背景】
近年カーエアコン用空調ユニットは小型／軽量化／快適性向上のニーズが高く、それに伴い特に風を送るブロワ（BLW）ユニットでは、コンパクトなサイズと低騒音化が要請されています。
【現状と課題】
送風機の機種が多数に渡り、量産性優先となるケースが多く商品性を犠牲にすることがあります。また、製品化には相反する特性である「風量、騒音と小型化」を設計構想段階にて検討する必要があります。
【目的】
多翼間流れとスクロールが性能・騒音に及ぼす影響の解明を行います。
【期待される成果】
東北大学の流体科学に関する知見とスーパーコンピュータの活用により、高効率ファン設計とファン騒音の理論的技術構築が可能となります。その結果、送風機の小型化/低騒音化技術が確立され、ファンブレード形状ならびにスクロール・ノーズ形状の最適化設計が可能となります。