氢气掺混甲烷对湍流燃烧及NO生成排放的影响

采用非绝热火焰面-反应进度变量湍流燃烧模型和非绝热、非稳态NO计算预测模型,针对DLR双旋流燃烧室中的旋流喷射、混合和燃烧过程,开展了大涡模拟研究,获得了纯甲烷、体积分数30%和60%氢气掺混甲烷湍流燃烧的流场结构、火焰特性和NO分布的详细计算结果.分析表明,由于燃烧室中的流场主要由旋流空气所决定,掺氢燃烧的速度分布与纯甲烷燃烧没有明显区别.掺氢燃烧的外回流区温度降低,中心回流区温度升高,放热区域向上游移动,放热速率增大而放热区域减小.NO主要产生于内剪切层,外剪切层和高速剪切流的下游区域;在纯甲烷算例中,快速型和热力型机理所生成的NO数量相当,而掺氢燃烧中快速型机理所生成的NO减少、热力型机理所生成的NO则明显增多.

基于遗传算法的堆垛机结构多目标优化设计

堆垛机是物流仓储的主要设备,运用现代设计方法和手段,实现堆垛机的参数化设计对提高设计工效、缩短设计周期、保证产品质量具有现实意义.在堆垛机静态工作条件下,以跨距及立柱距后轮距离为设计变量,立柱刚度和下横梁强度最大为优化目标,建立了堆垛机的优化模型,采用遗传算法对模型进行了优化设计,优化后的下横梁跨距减少9.74%,立柱距后轮距离减少3.29%,立柱挠度减少0.91%.

甲烷-液氧超临界压力非预混湍流燃烧的数值模拟

基于雷诺平均Navier-Stokes（RANS）方法和火焰面反应进度变量湍流燃烧模型，在准确考虑热物性变化和详细化学反应机理的基础上，建立了适用于超临界压力非预混湍流燃烧的数值模型，开展了甲烷一液氧（LOx）超临界压力同轴喷射非预混湍流燃烧过程的数值模拟研究，着重探讨了推进剂混合比分别为1和3情况下超临界工作压力（6～15MPa）对甲烷一液氧非预混湍流燃烧过程的影响。结果表明：不同混合比情况下压力对火焰温度和结构的影响会有显著的不同。在推进剂混合比为1时，随着压力的升高，火焰变得更长，且火焰温度升高；而在推进剂混合比为3时，随着压力的升高，火焰长度则会变短。在超临界压力下，火焰沿径向有突然的扩张现象（特别是在6MPa压力下）。这主要与液氧物性在拟临界温度附近的突变所造成的拟沸腾现象有关，也会受到液氧喷射动量变化的影响。