拡散火炎と混合分率 — 実践ガイドとベストプラクティス

ガスタービン燃焼器やボイラーなどの非予混合燃焼解析の典型的なフローだ。

1. 燃料組成の定義 -- 天然ガス、灯油、水素など。多成分燃料の場合は代理混合物を定義

2. 反応機構の選定とPDFテーブル生成 -- Fluentの場合、Non-Premixed CombustionモデルでCHEMKIN形式をインポート

3. メッシュ生成 -- 混合領域（燃料噴射近傍）に十分な解像度を確保

4. 乱流モデル選定 -- k-$\varepsilon$系はスワール流で精度不足。SST k-$\omega$ または RSM を推奨

5. 境界条件設定 -- 燃料入口($Z=1$)と空気入口($Z=0$)。流量は全体当量比から逆算

6. 輻射モデル -- DO（Discrete Ordinates）またはP-1。WSGGMで吸収係数を設定

ミキシング精度がモデルの成否を決める。特に以下の領域を細分化する。

そうだ。だからガスタービン燃焼器の本格的なLESでは数千万セルが普通だ。RANSなら数百万セルで済むが、スワール誘起渦崩壊（VBB）の予測精度は限定的になる。

$Sc_t$ はモデル定数であり、燃焼流では0.7前後が実験と合う場合が多い。Fluentのデフォルト0.85はやや拡散が少ない。自由噴流火炎では0.7に下げると火炎長さの一致が改善されることが多い。

そうだ。「混合がすべてを支配する（Mixing controls everything）」は非予混合燃焼の鉄則だ。