液体射流扰动控制方程边界条件及稳定性分析

本文针对粘性气体中的粘性不可压缩液体射流的分裂与雾化过程边界条件,进行了扰动分析,并对其进行线性化及无量纲化,得到了射流扰动控制方程无量纲线化边界条件。最后对射流分裂与雾化过程的不稳定性做了数值分析,其结果与实际观测到的射流边界面变化规律一致。     

异辛烷HCCI燃烧下多环芳烃数值模拟

通过修改化学动力学软件CHEMKINⅢ,建立异辛烷均匀充量压缩点火(homogeneous charge compression ignition,HCCI)燃烧下排放特性数值模拟的多区模型.分析异辛烷HCCI燃烧下芳香烃(苯)与多环芳烃(萘、菲及芘)的生成及演变规律.采用异辛烷的燃烧与分解、多环芳烃生成的反应机理(包括115种组分,557个基元反应)进行计算.结果表明,碳氢排放主要来源于缝隙区及边界层区,而CO排放主要来源于边界层区;在各区达到着火时刻时,各区的苯、萘、菲及芘质量分数呈现先急升,再急降为一稳定值;同时,在这4种芳香烃排放中,苯的质量分数最高,萘其次,芘的排放基本为零.     

瓦斯爆燃火焰在狭缝中的动态传播及淬熄特性

为研究狭缝对瓦斯爆燃火焰的阻燃机理,在单步不可逆化学反应和EBU-Arrhenius燃烧模型基础上,对不同火焰初始速度和狭缝间距的瓦斯爆燃火焰动态传播规律及淬熄特性进行数值模拟。数值结果表明,在火焰初始速度小于167 m/s且狭缝间距小于1.2 mm条件下,瓦斯爆燃火焰在狭缝中均有可能发生淬熄。淬熄距离与火焰初始速度及狭缝间距有关,即初始火焰速度或狭缝间距越小,淬熄距离将随之减小,火焰越容易被阻燃。实验验证表明,数值模拟结果与实验数据吻合较好,但是当火焰初始速度增大时计算误差随之增大,其原因是由于湍流强度增大使淬熄温度发生变化。     

压缩对内燃机缸内湍能的影响

用能量法和结构法考察了在不同的初始条件下,压缩过程中缸内湍能的变化情况,并把湍能的产生和耗散作了比较。文中采用了ｋε模型和雷诺应力模型中的 Ｌ Ｒ Ｒ模型进行计算。结果表明：对于内燃机缸内湍流,压力膨胀项的作用完全可以忽略,也就是说,压缩对湍能的影响主要不是通过脉动膨胀来直接作用,而是通过改变湍流结构来影响湍能的,即通过改变雷诺应力的各向异性来改变湍能产生项,通过改变湍流时间尺度来改变耗散项。     

有序堆积床内预混气体燃烧特性实验研究

为研究预混气体在多孔介质燃烧器中的火焰燃烧特性,设计了一种新型多孔介质燃烧器,其中多孔介质区域由氧化铝圆柱体有序堆积而成。分别研究了当量比和入口速度对甲烷/空气预混气体在多孔介质燃烧器中的火焰温度分布、火焰最高温度以及火焰传播速度的影响。结果表明:在当量比0.162~0.324、入口速度0.287~0.860 m/s的实验工况下火焰均可以稳定向前传播,并且都发生了超绝热燃烧;当量比越大,入口速度越大,火焰最高温度越高;当入口速度为0.430 m/s时,贫可燃极限的当量比可以扩展到0.162;火焰传播速度随着入口速度的增加和当量比的减小而增大,其数量级为0.100 mm/s,属于一种十分典型的低速过滤燃烧。     

大孔隙率多孔介质内热弥散现象数值模拟

采用Surface Evolver泡沫演化动力学软件构建理想的大孔隙率多孔介质的几何模型:Weaire-Phelan模型。通过对有效热导率的计算,确定了该模型的适用范围。在此基础上优选两组几何参数作为计算依据,流体相分别采用空气和水,固体相为铝T-6201,通过数值模拟,研究了孔径、Darcy速度和流-固热扩散系数比的影响。数值计算结果表明:孔径越小,热弥散效应越强,流体本身的热物性对弥散的影响越明显;横向分量远小于纵向分量。当工质为气体时,横向分量可以忽略不计,最后得到了计算纵向与横向热弥散系数的经验关联式。     

4气门直喷式汽油机缸内湍流场多周期循环变动的大涡模拟

应用大涡模拟方法对一台4气门直喷式汽油机(DISI)缸内冷态湍流流场进行了三维瞬态数值分析.通过连续13个工作循环的模拟计算,探索缸内湍流流动的循环变动特征与规律,并与PIV流场测试结果进行了对比.模拟相平均值及循环变动的均方值和试验值在总体上吻合得较好.计算结果表明:在进气过程前期缸内流场湍流脉动和循环变动都很强烈,两者强度为同一量级;但在后续过程中,湍流脉动不断衰减,其与循环变动的比值小于15%.大涡模拟方法不仅可以真实地反映内燃机循环过程中缸内气体流动的细节和规律,而且非常适合于研究内燃机的循环变动特性.     

汽车催化器性能影响因素数值分析

研究的汽车催化器非稳态数学模型既考虑非定常流动的影响，又考虑到发动机与催化器之间的相互作用，能够探讨发动机与催化器之间的匹配问题。首先介绍催化器非稳态数学模型的理论基础和实验结果，之后利用非稳态模型分析了催化器性能的各种影响因素，如催化剂的装载量，装载方式，载体结构参数及催化器安装位置。这些结论有助于改进催化器的设计和优化催化器的性能。     

多孔介质往复流动燃烧的一维数值模拟

建立了往复流动多孔介质燃烧器的一维数学模型：在该系统中，可燃预混气周期性换向，分别从两端流入燃烧器。假定气相与固相处于局部热平衡状态，考虑了辐射换热的影响。采用有限容积法求解，通过大量数值计算研究了主要工况参数，如半周期、流速、当量比、热损失、多孔介质衰减系数及其热容对该燃烧系统温度分布和反应特性的影响。计算结果与实验结果在定性上吻合良好。     

直喷式柴油机燃烧的一个二维数学模型

本文建立了用于模拟和分析直喷式柴油机缸内主要过程的一个轴对称二维数学模型。缸内气体运动和燃油空气混合过程利用任意拉格朗日-欧拉法(ALE)进行数值分析。其网格单元为任意四边形,且可按规定连度运动。燃油喷雾用气体射流模拟。用简化的亚网格尺度(SGS)湍流粘性来模拟湍流输运。燃烧和排放计算采用部分平衡流方法:燃料的氧化和NO形成用化学动力学公式计算,而组分的离解用化学平衡方式处理。计算结果与实验及其他文献的计算结果相吻合,表明本方法对于内燃机的设计和研究是一种很有潜力的工具。