二维湍流扩散火焰的计算机模拟

在二维直角坐标系下,开发了包括湍流流动的K—ε双方程模型、燃烧反应的混合分数f和湍流燃烧浓度波动g方程的湍流燃烧扩散火焰的K—ε—g数学模型。用该模型模拟计算了给定条件的燃烧过程。在不考虑辐射作用条件下,给出了燃烧过程气体的速度场、温度场和浓度场的分布,并且得到了燃烧火焰的形状。     

氧含量对高温燃烧过程的影响研究

应用湍流扩散燃烧火焰模型，研究了氧含量对高温燃烧过程的影响，计算表明，燃烧过程中，随着氧含量的增加燃烧室内温度差增加，在低氧含量燃烧时，燃烧室内温度较均匀，温度梯度很小，满足高温低氧燃烧的条件，为进一步研究高温燃烧过程中氧化物NOx的生成提供依据。     

油页岩颗粒燃烧的高温段多相燃烧模型

油页岩的燃烧过程是复杂的.基于热重燃烧曲线,可将油页岩的燃烧过程分为低温阶段、过渡阶段和高温阶段3部分:低温阶段为均相燃烧,高温阶段为多相燃烧,而过渡阶段则为高温阶段的多相燃烧准备条件.本文建立了高温段的多相燃烧模型:在能量方程中耦合了颗粒与外界环境之间的对流和辐射换热;低温阶段挥发分的大量释放使得油页岩内部孔隙增大,因而考虑了颗粒内表面积对碳的燃烧反应速率的影响;同时也考虑了挥发分和固定碳的燃烧对油页岩固体颗粒密度的影响.模型的计算结果与实验数据相吻合.     

双燃料直喷式柴油机燃烧模型及性能预测

本文探索了一种适合于甲烷柴油双燃料直喷式柴油机的燃烧模型,用含有14种化学成份的32个化学反应方程来模拟稀薄和接近理想甲烷氧气混合比时的燃烧过程。计算和实测结果表明,此模型能较满意地预示双燃料柴油机的性能,又为设计和研制新型双燃料柴油机提供有价值的信息。     

掺氢汽油机燃烧过程的准维模型构建

为研究不同工况下掺氢汽油机燃烧特性,构建并验证了用于计算掺氢汽油机缸内燃烧过程的准维模型.模型基于理想气体状态方程、质量守恒方程、热力学第一定律,建立双区热力学微分方程组,通过湍流卷吸模型确定燃烧放热率,通过掺氢汽油层流火焰速率关联式反映掺氢对混合气火焰特征的影响规律,并利用MATLAB数值分析软件完成方程组的求解过程.结合内燃机台架试验,对不同掺氢体积分数、混合气当量比、进气道压力条件下模型的准确性进行了验证.对比结果表明,该模型能准确地反映不同运行条件下掺氢汽油机的燃烧特性.     

四墙切圆煤粉炉内燃烧过程数值模拟研究

以一台四墙切圆煤粉炉试验模型为研究对象，对炉膛内煤粉的流动及燃烧进行了数值模拟．对煤粉燃烧的挥发分析出分别采用单步反应模型和两步竞争反应模型，对焦炭异相燃烧分别采用扩散燃烧模型和扩散／动力燃烧模型．将这四个模型两两组合得到的计算结果与试验测得数据进行了比较分析，最终确定挥发分析出采用两步竞争反应速率模型、焦炭异相燃烧采用扩散／动力燃烧模型较适合于描述四墙切圆煤粉燃烧室内的燃烧过程．     

模型燃气轮机燃烧室三维反应流数值模拟

对一种模型燃气轮机燃烧室中的三维反应流进行了数值模拟。模型燃烧室的燃料是CH4，燃烧类型是预混燃烧。在数值模拟过程中，湍流场的计算采用了κ-ε双方程湍流模型；燃烧模型采用EBU漩涡破碎模型；在计算化学反应时采用了简单化学反应系统假设。另外在数值模拟过程中考虑了辐射问题，具体采用六通量辐射模型。通过数值模拟给出了速度、压力、温度、焓值、燃料分布、含氧量、燃烧产物、燃料空气混合比、湍流粘性系数、湍流耗散动能、以及空间3个方向的辐射热通量等变量的分布情况。对计算结果进行了分析，由分析可以验证数值模拟结果的准确性。并对模型燃烧室进行三维反应流数值模拟的工作为今后对实际燃烧室反应流的数值模拟打下了一定的基础。     

密度脉动的数学模化及其在湍流燃烧中的应用

针对湍流燃烧进行的模拟研究。本文较深入地探讨了湍流脉动与燃烧过程之间的相互作用关系，对密度一标量之间的脉动关系（ρ’φ’^-)提出了数学模化的表述形式，引入了以密度－速度脉动关联量为独立变量的两个输运方程与k-ε双方程模型一起作为对燃烧过程的湍流脉动特性的描述，并分别对气体均相燃烧和煤粉气流多相燃烧的全场作了数值求解。     

直喷式柴油发动机的湍流燃烧模拟

针对直喷式柴油发动机燃烧后散发的有害物(碳烟和Nox),提出了有代表性的小火焰(RIF)模型,用来进行三维模拟湍流燃烧. 此模型根据湍流火焰可看成极细小的,极小空间的一维小火焰的假设,提供了一种将湍流化学反应场和湍流运动场分离开的方法. 此模型通过引入混和比分数Z参数空间坐标,将复杂的湍流燃烧坐标系转化到Z参数坐标系下,推导出相应的小火焰方程. 此模型先输入有代表性小火焰方程的一系列参数,然后与计算流体动力学的程序(KIVA-3V)连接计算出各种物质的混合比分数,利用混合比分数的联合概率密度函数计算出燃烧后各种物质(主要是有害物质)的组成比例.     

循环流化床燃烧的热态模化准则研究

本通过对循环流化床中颗粒燃烧的气固两相流的运动方程，及燃烧过程中连续方程，能量方程，及传热传质的研究，推导出燃烧过程中应遵守的准则数，从而循环流化床热态模化设计所应遵循的准则。     

涡流室式柴油机火用分析

应用热力学第二定律，列出了涡流室式柴油机的火用平衡方程根据系统的热力学火用和适合柴油机的热力学死点，以Ｓ１９５柴油机为例，进行火用分析，显示了火用分析的意义，确定了柴油机中各种火用损失的大小结果表明：燃烧过程火用损失，尤其是涡流室中的燃烧过程火用损失是最主要的火用损失根据火用平衡方程定义了柴油机的火用效率和瞬态火用效率，从而有利于判断柴油机不同负荷下工作过程的不可逆程度     

柴油机调速系统的数学模型

建立了柴油机调速系统的数学模型，解决了柴油发电机组的非线性问题，利用差分方程对柴油机调速系统进行了计算机仿真，通过计算机仿真实验结果表明，本文提出的数学模型是合理的，可行的。     

Hardware-in-the-Loop Research on the Electronic Control Unit for Diesel Engines

A hardware-in-the-loop simulating platform is developed to avoid designing defects caused by the complicated logical structure and multiple-functional buildup of the electronic control unit(ECU)in modern diesel engines, and to diminish potential damages on components or human exposure to dangers in R&D endeavor. This platform consists of a computer installed with software Matlab/Simulink/RTW and dSPACE/ControlDesk; a diesel engine ECU, and a dSPACE autobox which runs a real-time diesel engine model. A typical model of diesel engine with turbocharger and intercooler is presented. Based on this model our research is carried out with a real ECU to test its software control strategies. Results show that by using the diesel engine model downloaded inside, the hardware-in-the-loop platform can simulate diesel engine's working conditions and generate all kinds of sensor signals which ECU needs on a real-time basis. So the ECU control strategies can be validated and relevant parameters roughly calibrated.     

涡轮增压柴油机的准稳定法模型及其过渡过程仿真

本文借助于Winterbone教授的研究成果,在稳态实验的基础上,建立了x-150涡轮增压柴油机的准稳定法模型,并对该机的过渡过程进行了仿真计算;分析了影响涡轮增压柴油机过渡过程性能的各种因素,特别是详细地列举了离心飞球式机械调速器的各种参数对中等增压程度柴油机动态调节过程的影响;总结了改进涡轮增压柴油机过渡过程性能的方法.表明准稳定法模型为研究涡轮增压柴油机的动态调节过程暨瞬态性能提供了有效的手段.     

YT4125柴油机机体刚度分析

应用有限单元法,在I-DEAS9.0软件平台上,建立了YT4125柴油机机体的三维实体模型,对机体进行了复合边界下的刚度计算.通过对YT4125柴油机机体的火力面和主轴承座进行复合边界条件下的变形计算,找到了机体结构的薄弱部位,优化了YT4125柴油机机体的结构,提高了机体刚度,达到了降噪和减振的目的;同时其分析结果又为机体的动力学分析提供了一个可靠的有限元模型.     

基于双有机朗肯循环的柴油机余热回收系统性能分析

为了有效回收柴油机的尾气、冷却介质和进气中冷的能量,针对一台六缸柴油机,设计了一套双有机朗肯循环系统,结合Aspen plus软件对该系统进行建模,研究双有机朗肯循环系统的运行性能,分析柴油机燃油经济性.经研究发现,加装双有机朗肯循环系统可有效改善原柴油机的热力学性能和经济性能.在设定的柴油机工况下(转速2 000 r/min、转矩1 313 N·m),双有机朗肯循环系统的总净输出功率最高可达43.65 k W,柴油机-双有机朗肯循环联合系统的有效燃油消耗率和热效率分别可达191.24 g/(k W·h)和37.57%,相比于原柴油机可分别改善13.69%和15.86%.     

Simulation of quasi-dimensional model for diesel engine working process

In order to satisfy the demand of validity and real time operating performance of diesel engine model used in hardware-in-the-loop simulation system, a simplified quasi-dimensional model for diesel engine working process was proposed, which was based on the phase-divided spray mixing model. The software MATLAB/Simulink was utilized to simulate diesel engine performance parameters. The comparisons between calculated results and experimental data show that the relative error of power and brake specific fuel consumption is less than 2.8%, and the relative error of nitric oxide and soot emissions is less than 9.1%. At the same time, the average computational time for simulation of one working process with the new model is 36 s, which presents good real time operating performance of the model. The simulation results also indicate that the nozzle flow coefficient has great influence on the prediction precision of performance parameters in diesel engine simulation model.     

满足欧-Ⅲ排放标准4 100直喷式柴油机的配气相位优化计算

采用AVL BOOST性能预测软件建立了4100直喷式柴油机的计算分析模型,具体分析了配气相位对整机性能的影响,确定了合理的配气相位。根据优化后的配气相位对原机进行调整和试验,并对改进前后的性能进行比较,结果表明:改进后的功率得到了一定的提高,但油耗率比原机稍高一些,因此是在牺牲了一定的经济性的前提下使排放大大地降低,这与工作过程计算的结果是十分吻合的。     

GASA—SVM改进算法及其在柴油机供油系统故障诊断中的应用

针对目前支持向量机（SVM）参数选择的盲目性,结合遗传算法GA的并行搜索和模拟退火算法sA的概率突跳特性,提出一种改进的基于遗传退火算法（GASA）混合策略优化支持向量机惩罚函数和核函数参数的GASA-SVM算法。利用柴油机供油系统油压波形的实测数据,归一化处理后作为诊断模型的特征值,建立了基于GASA-SVM的柴油机供油系统故障诊断模型。通过与BP神经网络、RBF神经网络、SVM和GA-SVM故障诊断模型比较表明：应用GASA．SVM建立的故障诊断模型在故障识别准确性上优于其它网络模型,能够有效进行柴油机供油系统的故障诊断。     

基于MATLAB的6106柴油机建模仿真

本文介绍了MATLAB的仿真特点及仿真方法,分析了进排气倒流对柴油机性能的影响,并对仿真模型进行了简化处理.仿真结果表明,利用MATLAB基于容积法所建立的仿真模型是正确的,该模型能较好地预测柴油机的动力性和经济性,为柴油机结构设计和参数优化指明了方向.