火花辅助压燃准维燃烧模型的建立及应用

本文采用湍流火焰传播速度模型描述火花点燃(SI)燃烧,针对单个自燃点仍采用湍流火焰传播速度模型,将所有自燃点的当量湍流火焰速度集合作为总当量湍流火焰速度用来描述压燃燃烧,进而建立了火花辅助压燃(SACI)准维燃烧模型。基于该模型研究了空气、外部废气再循环(EGR)稀释对SACI的影响,仿真和实验匹配良好。计算表明:SACI的火焰传播速度高于SI,随点火提前而增大,外部EGR稀释的火焰传播速度低于空气稀释;点火推迟或者增加外部EGR都会导致火焰前锋面面积峰值升高,衰减速度减慢,燃烧等容度减弱;稀释率相当时,空气稀释的热效率更高,但外部EGR稀释的尾气后处理更容易。

火花点火发动机准维湍流卷吸燃烧模型的适用性研究（1）

本文在分析火花点火发动机湍流涡结构及缸内湍流特性参数的基础上，提出了适用于火花点火发动机燃烧计算的准维湍流卷吸模型，通过建立相应的子模型及求解方程，实现了燃烧过程的计算；对压缩比为１０的紧凑型燃烧室，在改变发动机转速、负荷、空燃比以及点火正时的情况下，计算得到的压力示功图、质量燃烧率等与实测值一致，从而证实了该模型的合理性。

柴油机准维燃烧模型中经验参数确定的研究

选用 2 4 0单缸柴油机作为试验样机 ,将由准维燃烧模型所得的放热规律与工作过程数值计算结合 ,以模拟计算出的爆发压力、功率与实测值最接近作为目标函数 ,应用正交网格法确定准维模型中的几个经验参数 ,并建立宏观等效系统计算瞬态热交换系数 。

由喷油规律预测直喷式柴油机整机性能的研究

从直喷式柴油机喷油规律出发对其整机性能进行了预测研究。首先建立了一个包括燃空混合、油滴蒸发、着火延迟、燃烧放热和传热子模型的直喷式柴油机准维燃烧模型 ,由此从喷油规律计算出放热规律。该模型通过建立宏观等效系统确定了各区之间的热交换系数 ,提高了模型精度 ;然后对放热规律进行双韦伯拟合并将所建立的放热规律多工况预算方法与工作过程数值计算相结合 。

一个直喷式柴油机的准维燃烧模型

本文提出了一个用于直喷式柴油机燃烧过程计算的准维模型．这个模型按燃油喷入气缸的时间进行分区，每个区域的烧烧过程是由着火阶段即燃烧准备阶段和燃烧阶段所组成。用着火延迟期概括着火阶段的复杂物理化学现象，既反映了控制燃烧过程的主要因素，又使应用相对简化。关键词：

火花点火发动机准维湍流卷吸燃烧模型的适用性研究（二）

本文利用作者提出的火花点火发动机准维湍流卷吸燃烧模型，对压缩比为１０和１２的火球形燃烧室以及压缩比为１０的碗形燃烧室变工况进行了计算。将计算得到的示功图、质量燃烧率等与实验值进行了对比对分析。结果表明，合理选取与燃烧室结构相对应的四个经验常数，准维湍流卷吸燃烧模型完全适用于火花点火发动机变工况及不同燃烧室结构工作过程的计算，能够正确反映火花点火发动机结构参数和运转参数对燃烧过程的影响。

用准维燃烧模型对单缸柴油机性能和排放预测

摘要用结合有准维燃烧模型的柴油机循环模拟预测单缸机性能,可以在很大程度上取代柴油机开发中的单缸机的试验研究.本文介绍了作者多年来通过燃烧过程机理研究所建立起来的准维燃烧模型的主要构成和特色,并通过各种实例讨论了它的功能和预测力.

微转子发动机的三区准维模型燃烧计算研究

分析了微转子发动机的燃烧特点,在双区准维模型的基础上引入壁面熄火区,提出了三区准维模型。编制了适用于微转子发动机燃烧的计算程序,计算了三区准维模型和双区准维模型下的微转子发动机燃烧过程。通过对计算结果与U.C.Berkeley试验数据比较分析,说明了三区准维模型的合理性。

硬件在环仿真系统中柴油机准维燃烧模型建模研究

为预测柴油机的动力性、经济性和排放性能,针对1135非增压柴油机建立了准维燃烧模型;介绍了模型中各个子模型的建模方法,重点阐述了喷雾模型的建模原理;对比研究了不同空气卷吸持续期对柴油机性能预测结果的影响。仿真计算结果表明,以破碎期为界将同一时刻喷入缸内的燃油划分为液态和气态的假设是可取的,燃烧结束后没有新的空气卷入燃烧区,这种计算方法使模型能达到较好的预测精度,同时使仿真系统具有较高的运行实时性。

直喷式柴油机准维燃烧模型的改进和应用

本文叙述了作者对直喷式柴油机准维燃烧模型的改进。由改进模型发展了一个独立的单缸循环模拟软件,并对缸径为110mm 的直喷式柴油机进行了参数分析。通过与实测对照,证实了模型的实用性,也揭示出某些不足,而这正是要进一步完善的关键所在。

5个待定系数的修正韦伯函数在发动机多火焰区燃烧模型中的应用

提出了含5个待定系数的修正韦伯函数,并应用多元非线性回归技术确定这些系数,模拟了具有双火焰区燃烧模式和稀燃 速燃特性的汽油机射流燃烧系统燃烧室中混合气的燃烧特性,从而成功地借助示功图分离出对分析整个燃烧过程至关重要的各火焰区中的质量燃烧率和火焰速比等参数,构成了实用的附有双火焰区的三区准维燃烧分析模型。应用实例表明,该函数与多区模型相结合,将在火花点火发动机燃烧模拟中具有强大生命力。

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.

直喷式柴油机准维多区燃烧模型最新技术发展

针对直喷式柴油机燃烧过程的模拟计算问题,从影响模拟精度的角度出发,概述了直喷式柴油机准维多区燃烧模型的发展现状,分别对各区之间的热质交换、燃烧室湍流与油束耦合等方面进行了综述,旨在为今后更加深入的研究提供参考。相关试验表明改进后的多区模型在不同转速和负荷工况下均能获得令人满意的精度,能够反映缸内与各区内的燃烧与排放物生成情况。此外还提出了未来发展的方向:开展油气混合气的流体力学分析,继续改进燃油雾滴的运动和蒸发模型;增加缸内挤流和涡流模型,对采用引喷、主喷和后喷的复杂喷油过程进行模拟的燃烧模型仍需要进一步探究。

分形在汽油机准维燃烧模型中的应用研究

针对汽油机的准维湍流燃烧模型进行了发展研究,将分形表示的湍流燃烧速度并入燃烧模型。研究表明:分形是一种模拟燃烧过程的有效手段,通过对分形中低端转捩尺度的选取分析,得出Gibson尺度比Kolmogorov尺度更适合作为低端转捩尺度。

涡流室式柴油机冷起动时的准维燃烧模拟计算

从实测示功图的形状可知 ,涡流室式柴油机在冷起动过程中存在 3种典型的非稳态燃烧过程 :V型、W型和 Y型。在试验研究的基础上 ,首次建立了涡流室式柴油机冷起动时非稳态燃烧过程的准维模型 ,分别计算和分析了 3种不同燃烧过程主、副燃烧室中的放热特性及排放生成情况 。

主副燃烧室分层燃烧湍流强度模拟新方法

为解决应用准维模型计算汽油机主副燃烧室分层充气燃烧过程的适用性,根据主副燃烧室中气体流动过程的质量和能量交换关系,并考虑到主副燃烧室相对容积比和喉口截面积等几何结构尺寸的影响因素,提出了湍流强度模拟的新方法.计算结果表明,该湍流强度模拟方法不仅适用于主副燃烧室,而且有利于提高热力模型的计算精度.

Wankel微型转子发动机的设计方案研究

针对现有小型转子发动机微型化后存在尺寸较小且装配困难、部分复杂型面无法采用传统加工方式等问题,综合考虑熄火距离对燃烧稳定性的影响,通过对微型发动机基本结构和参数的设计与优化,改善了三角转子发动机的基本性能。采用一体化设计方案简化了转子发动机的零件结构,减少了装配零件数量,降低了装配误差。通过设计慢走丝加工方案,完成了对复杂型面的加工,保证了加工精度,降低了漏气间隙。最后,通过三区准维模型计算得到了微型转子发动机的基本性能参数。研究结果证明了设计方案的可行性,为转子发动机的微型化提供了参考。

小型汽油机工作过程的数值模拟

为了研究液化石油气(LPG)发动机的燃烧特征及其影响因素,预测LPG发动机性能,分别对GY6汽油发动机和LPG发动机进行了数值模拟,通过实验分别测取了燃油和燃气的示功图,将实验结果与模拟计算结果进行对比,验证模型的可靠性.模拟计算是在分析火花点火发动机缸内湍流特性基础上,建立了发动机燃烧计算的双区模型,分别用汽油和LPG对GY6汽油机的工作过程进行了模拟,通过建立物性参数模型、传热模型、湍流卷吸燃烧模型、燃烧室几何尺寸计算模型等相应的子模型,实现了燃烧过程的计算;同时结合实验数据进行验证,实验表明计算结果合理,在小型汽油机性能预测研究中建立的准维湍流卷吸燃烧模型是可行的.

湍流预混燃烧逆梯度输运分布的数值研究

为了研究湍流预混火焰中逆梯度输运现象的发展、空间分布规律和相关流场控制因素,基于湍流火焰封闭模型(Turbulent Flame Closure,TFC)机理进行准一维分析,得出了当地标量通量的逆梯度输运分量随预混燃烧反应进度变量的关系。通过Moreau燃烧室模型的数值模拟,验证了准一维分析结果的适用性。在此基础上,通过多工况计算,对比研究了密度比对流场逆梯度输运分布的影响。结果表明:预混燃烧流场中标量通量的逆梯度输运现象总发生在火焰中更靠近未燃混合物一侧;增大密度比,流场逆梯度输运特性增强且其区域向反应物侧靠拢。

定容燃烧弹燃用变组分燃料的燃烧模型研究

对定容燃烧装置燃用变组分燃料的燃烧模型进行了研究。建立了适合定容燃烧弹的双区准维燃烧模型,介绍了模型中各物性参数的具体计算方法,并以MATLAB程序设计语言为基本应用平台,编制了求解燃烧模型的计算软件。