András Olasz、Balázs Orbán、Anikó Krezinger、Bence Németh、Tibor Höltzl
概要
石英ガラス光ファイバ母材を合成するバーナーの効率的な開発には，火炎挙動やシリカ堆積を予測できる詳細な化学モデリングが有用である。本研究では，量子化学計算に基づくオクタメチルシクロテトラシロキサン（OMCTS）の分解機構とメタン燃焼反応速度論を統合することにより，包括的な予測シミュレーションモデルを開発した。拡散および熱泳動による粒子輸送を考慮した堆積モデルを，数値流体力学（CFD）フレームワーク内に実装した。この統合的アプローチにより，様々なバーナー構成に対して「スート」と呼ばれる微小シリカ粒子の粒径分布および表面堆積速度の予測が可能となる。予測された火炎構造は実験観察と良く一致し，またOMCTS 分解反応速度予測も実験炉での測定により検証された。得られたモデルは，前駆体利用効率の向上および材料損失の最小化を実現し，運用中のバーナー設計を最適化するための有用なツールとなる。
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