東京理科大学 TOKYO UNIVERSITY OF SCIENCE

理工学部 理工学研究科

2023年4月より「創域理工学部」へ名称変更

桑名 一徳教授 KUWANA Kazunori

所属専攻: 国際火災科学専攻 学位: 博士(工学) 専門分野: 火災・爆発安全、燃焼 研究者DB: https://www.tus.ac.jp/academics/teacher/p/index.php?742E

火災・爆発現象の科学

火災や爆発事故は工場等だけではなく一般家庭でも起こり得ます。火災・爆発事故の防止や被害低減のためには、これらがどのように起こるのか、あるいは起こったらどうなるのかを理解することが大切です。また、火災・爆発現象はスケール依存性の大きな現象です(ろうそくの炎と山火事ではかなり様相が異なります)。そこで、実験室規模だけではなく、野外での大規模実験なども通して、さまざまな火災・爆発現象の科学的解明に取り組んでいます。

粉塵爆発現象に関する研究

鉄のかたまりを燃やすのは困難ですが、鉄粉は簡単に燃焼します。粉体にすると表面積つまり空気に触れられる面積が増加し、反応しやすくなるためです。また、微小な粉体は重力の影響が相対的に小さくなるので浮遊しやすくなります。そして浮遊した可燃性粉体が何らかの原因で着火すると、爆発的に燃焼することがあります。粉塵爆発と呼ばれる現象で、大きな爆発被害につながる危険性があります。


粉塵爆発現象は浮遊した粉塵雲中を火炎が高速に伝播する現象です。ガス爆発も可燃性気体(プロパンなど)と空気の混合気中を火炎が高速に伝播する現象です。どちらの場合も爆発被害と火炎伝播速度が密接に関係するので、火炎伝播速度を正確に予測することが爆発被害予測の第一歩になります。ガス爆発では可燃性気体と空気が均一に混合できるのに対し、粉塵爆発は本質的に不均一な現象です。そして、個々の粉体粒子の燃焼を考慮しながら火炎伝播シミュレーションを行うのは計算負荷が高くなり容易ではありません。低負荷で精確な粉塵爆発シミュレーションを可能にするモデル開発に向けて研究を進めています。

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