予混合火炎の逆火現象を弊社自社開発CFDソルバー「Advance/FrontFlow/red」搭載の詳細化学反応機構を用いて二次元解析した例をご紹介します。

この解析では、化学反応機構として、GRI-Mech3.0 と簡略化反応機構（Bilger et al.）を用いています（それぞれ GRI-Mech3.0 と Reduced と表示）。

動画において、左から温度分布（簡略化反応機構）、温度分布（GRI-Mech3.0）、OH の質量分率分布（簡略化反応機構）、OH の質量分率分布（GRI-Mech3.0）を表しています。この混合気条件では、逆火速度は先行研究とよく一致し、また、化学反応機構の違いもそれほど見られない結果となりました。

＊ 計算条件

・流体：水素ーメタンー空気混合気（Φ=0.965,%H2=95%）

・主流速度：1.433 m/s から徐々に低下

・スリット幅と隣り合うスリット間の幅:1 mm

・スリットにおける逆火速度：4.2 m/s

この技術により、炉内におけるガスの燃焼やそれによる固体への熱伝達、さらには、逆火などの安全性に関わる現象を事前に予測することが可能です。

＊ 計算コスト

・Cell数：21,534（Point数：45,000）

・計算時間（GRI-Mech3.0）：3 h 54 m 00 s（MPI並列数：56）

・計算時間（簡略化反応機構）：0 h 20 m 00 s（MPI並列数：56）