惰性多孔介质中预混合燃烧的研究进展

预混合气在多孔介质中的燃烧与在自由空间燃烧相比，在提高燃烧效率、扩展盆燃极限、节约能量和减轻环境污染等方面具有显著优越性。本文全面归纳了多孔介质预混合燃烧的特点，详述了国内外对多孔介质预混合燃烧的研究成果，指出了研究中存在的不足，对今后将要研究方向及其应用前景作了展望。     

自然流动条件下竖直阴燃的传播和气体成分

实验研究了在自然流动条件下竖直燃料床的阴燃过程，得出了阴燃的传播和气体成分与多种因素之间关系的规律，实验表明在自然流动的条件下生物质燃料阴燃的传播速度很慢，大约0．1－0．9mm/min；阴燃过程有大量的可燃气，特别是CO通常在10％左右；在阴燃向明火转捩前可燃气成分很高，可以超过40％。这些规律对改进燃池和分析生物质气化炉都是需要的。     

内燃机缸内几种湍流流动涡粘度模型的比较

将几种湍流涡粘度模型 ,即压缩修正的 k-ε模型、RNG- k-ε模型和修正的非线性三方程模型用于计算内燃机缸内的湍流流动 ;对计算结果进行了分析 ,并与实验数据作了对比。结果表明 :RNG- k-ε湍流模型的计算结果较 k-ε模型有所改进 ,而修正的非线性三方程模型则克服了涡粘度模型不能反映平顶活塞压缩上止点处雷诺应力各向异性的缺点 ,在定量和定性上明显优于各种 k-ε模型。     

质子交换膜燃料电池双层扩散层特性三维分析

针对直流道质子交换膜燃料电池提出一种混合的两相三维非等温数学模型,考虑了液态水在多孔介质内的毛细流动和分布,分析了双层扩散层结构及碳纤维特性对电池性能的影响。结果表明,扩散层第一层（靠近催化层）厚度对质子膜电导率和气体传递特性有着相互制约的影响,需进行优化;在一定范围内,扩散层第一层碳纤维直径的减小可提高质子膜电导率,有利于电池性能的改善;在保持其他参数不变的前提下,应尽可能提高多孔介质的憎水性和孔隙率以提高电池输出性能。     

空心喷雾油滴碰撞热多孔介质的数值研究

为加深对多孔介质发动机中均匀混合气形成的了解,用改进的KIVA-3V详细模拟了空心喷雾油滴碰撞热多孔介质的过程。在KIVA-3V中增加了油滴碰撞热多孔介质壁面的碰撞模型、传热模型及空心喷雾的线性不稳定性液膜破碎(LISA)模型。油滴与热壁的碰撞模型和传热模型经检验证明了其合理性。在简化多孔介质结构的基础上,在不同的环境压力及喷雾锥角下,模拟了空心喷雾与热多孔介质的相互作用。计算结果表明:油雾在碰撞到热多孔介质后,发生分裂的油束和多孔介质区域的高温,促使油滴实现快速蒸发并为油蒸汽与空气充分混合创造了前提。不同的空间压力及喷雾锥角直接影响到油滴在多孔介质中的分布。     

层流小火焰模型在柴油机湍流燃烧中的应用

将湍流燃烧的层流小火焰模型应用于典型的柴油机扩散燃烧过程.以混合分数为自变量,以标量耗散率为参数,建立相空间中的层流小火焰数据库.应用KIVA-3程序模拟内燃机缸内多维湍流流场,并补充求解混合分数的时均值和脉动均方值的湍流输运方程.将两部分结果通过Beta概率密度函数进行耦合积分,便可得到组分质量分数和温度等参数在柴油机工作过程中的时间、空间分布.对一台直喷式柴油机的湍流燃烧过程进行了模拟计算,所得结果符合实际.     

泡沫陶瓷中燃油喷雾液滴蒸发混合的数值研究

将孔隙率0．85的泡沫陶瓷简化为由128个正方形格栅等间距排列构成的区域,在二维计算区域中,用反弹模型模拟液滴与泡沫陶瓷及边界壁面碰撞后液滴运动轨迹的变化．在不同的栅格壁面温度、喷雾锥角及燃料喷雾速度时,在常压及层流状态下,研究喷雾液滴在泡沫陶瓷中的蒸发特性．计算结果表明,泡沫陶瓷温度是决定燃油蒸发速率的关键因素;大喷雾锥角时,燃油蒸气分布较均匀;减小喷雾速度会使燃油蒸气分布不均匀．     

适用于内燃机的非线性三方程模型的一个新方案

提出了非线性三方程 k-ε- A2 湍流模型的一个新方案。此模型采用雷诺应力张量和应变张量的三阶相关关系 ,该关系式中出现的雷诺应力第二不变量 A2 是通过求解其输运方程得到的。用此模型对几种内燃机缸内的流场进行计算 ,结果表明此模型克服了各种涡粘度模型不能反映平顶活塞压缩上止点处各向异性的特点 ,此模型在定量和定性上较之 k-ε模型有较大的改进。     

液体射流在旋转气流中的雾化机理研究

对旋转气流中的空心柱形液体射流的雾化过程进行了数值模拟。结果表明：Reynolds数Re、Weber数We、空心柱内部及外部气液密度比Q和Qh及喷嘴内半径与液膜厚度比Ah，在射流的雾化过程中均起不稳定性的作用；空心柱射流内部的气流旋转强度Ea在雾化过程中加强了自由面上的轴对称扰动和非轴对称扰动；空心柱射流外部的气流旋转强度Eb削弱了自由表面上的轴对称扰动强度，却加强了自由表面的非轴对称扰动。此外，Eb的增加，能大大增加扰动种类。     

基于遗传算法的柴油PCCI发动机喷射参数的优化

利用遗传算法优化预混压燃（PCCI）柴油发动机的喷油压力、喷射夹角和喷射定时3个喷射参数的匹配关系,以达到氮氧化物和碳烟排放及指示燃油消耗率的最佳值．计算中将非支配排序遗传算法（NSGA2）、KIVA-3V和主从式并行算法（Master-Slave）耦合成KIVA3V-NSGA2-MS程序,优化PCCI燃烧以搜寻最优的...