多孔介质发动机工作过程单区模型模拟

采用单区燃烧模型模拟多孔介质(PM)发动机的压缩、燃烧和膨胀过程。以热力学第一定律为基础,引入多孔介质换热模型,建立了多孔介质发动机的能量方程。计算了多种工况参数下PM发动机缸内温度、压强变化规律,分别讨论了压缩比、过量空气系数、多孔介质温度、多孔介质体换热系数等参数对多孔介质发动机燃烧过程的影响。将PM发动机与传统发动机加以比较,结果表明PM使缸内温度和压强的变化趋于平缓,这有利于混合气着火并可降低NOx排放。

均质压燃(HCCI)单区和多区燃烧模型的比较

利用耦合化学动力学软件包CHEMKIN建立了汽油HCCI发动机的单区和多区燃烧模型。与试验数据的对比表明:虽然单区模型在参数化研究中能较准确地预测混合气的自燃定时,但其准确性在很大程度上取决于缸内的均匀性;包含缝隙区、淬熄区、质量交换区和绝热核心区的九区燃烧模型通过设置特定的功能分区能更好地模拟HCCI的燃烧过程,它在对自燃定时的预测和对热量释放过程和排放物的形成机理的模拟等方面都有很好的性能。

亚阈值状态下MOSFET二维双区和单区静电势模型的比较

定义一个平均误差,该误差可以估算求解MOSFETs二维双区和单区静电势模型电势分布所用源漏端边界条件的偏差情况。首先根据长沟道模型近似确定衬底耗尽层厚度,通过平均误差计算发现双区模型最大源漏偏差远小于0.06 V,而单区模型相应的源漏偏差大于0.1 V。当器件沟道长度为亚微米级时,利用电压掺杂转换模型的耗尽层厚度计算方法对两种模型做出校正,双区电势模型在校正后的源漏条件偏差有明显的减小,单区模型的源漏偏差却会增大,尤其在短沟道以及衬底高掺杂浓度时误差较大。结果表明,双区静电势模型更为精准。

发动机均质压缩燃烧单区模拟模型及其应用

介绍一种基于燃料氧化反应动力学计算的单区模型,该模型由一维空间的质量守恒方程、动量守恒方程、能量守恒方程和气体状态方程等气相化学反应动力学控制方程所组成。采用该模型并利用二甲醚氧化的详细化学反应动力学机理,对二甲醚燃料在柴油机上的均质压缩燃烧HCCI进行了模拟计算和试验研究。计算结果与试验结果比较表明,该模型对HCCI燃烧的着火始点预测很好。

单区放热率计算中考虑传热影响的比热比自适应估计方法

单区放热率算法广泛应用于汽油机燃烧放热诊断,但比热比和传热难以被合理估计,影响了分析结果的可靠性。在单区放热率模型的基础上研究了一种考虑传热影响的比热比估计方法:计算压缩和膨胀期间的多变指数,在燃烧区间内基于工质温度对其插值以获取变化的比热比,用于总放热率的计算。从循环释放能量和燃烧控制参数的角度出发,使用汽油机试验数据将其与现存方法进行了对比验证。结果表明此方法计算的循环累计放热总量更加精准,燃烧终点提前,且燃烧控制参数间的相关性得到明显改善。此算法能更加准确地描述缸内燃烧历程。

贵州省典型铅锌矿区居民血液总汞和甲基汞暴露及健康风险模型预测评估

汞是铅锌矿石的常见伴生元素,铅锌冶炼活动会给当地居民带来潜在汞暴露风险.为了解铅锌矿区居民血液汞暴露及健康风险,选择贵州省赫章县为研究区域,以贵阳市为对照区,分别采集居民血液样品418和118份,利用冷原子荧光法测定其总汞和甲基汞含量,结合年龄和性别分析血液总汞与甲基汞含量特征,估算育龄期妇女头发甲基汞含量并进行甲基汞暴露致新生儿IQ (智商)损失评估,利用单区室PBPK (生理药代动力学)模型预测居民甲基汞ADI (日均摄入量).结果表明:(1)铅锌矿区(赫章县)和对照区居民血液总汞含量几何均值分别为(3.11±5.05)和(1.83±1.19)μg/L,范围分别为0.63~54.26和0.46~11.88μg/L,分别有21.5%和0.85%的血液样本总汞含量超过人体血液总汞安全限值(5.8μg/L).(2)铅锌矿区成年居民和0~6岁儿童血液总汞含量分别为(2.80±3.85)和(2.49±2.08)μg/L,分别有77和7人血液总汞含量超过5.8μg/L,超标率分别为24.37%和10.61%,存在潜在总汞暴露风险.(3)斯皮尔曼相关性分析显示,铅锌矿区居民血液总汞和甲基汞含量分别与年龄(R=0.108,P<0.05)和性别(R=-0.185,P<0.05)相关,老年人较其他年龄段人群总汞暴露的风险更高,其血液总汞含量达(5.29±5.03)μg/L;男性血液甲基汞含量[(0.24±0.32)μg/L]高于女性[(0.18±0.22)μg/L].(4)蒙特卡洛模型模拟结果显示,铅锌矿区和对照区育龄妇女头发甲基汞平均含量分别为(0.07±0.11)和(0.11±0.13)mg/kg,范围分别为0~11.81和0~5.74 mg/kg,其中铅锌矿区2.27%的育龄期妇女头发甲基汞含量超过发汞临界值(0.58 mg/kg),导致IQ评分为70~70.18分范围内的约0.05%的婴儿从IQ正常转变为MMR (轻度智力低下).(5)单区室PBPK模型预测表明,铅锌矿区和对照区居民甲基汞日均摄入量分别为(0.005±0.006)和(0.007±0.008)μg/kg,分别有0.082%和0.013%的居民甲基汞日均摄入量超过RfD (参考剂量值,0.1μg/kg).研究显示:铅锌矿区成年居民和0~6岁儿童血液总汞含量高于国内其他地区,男性血液甲基汞含量明显高于女性;铅锌矿区约2.27%的育龄期妇女头发甲基汞含量超过发汞临界值,可致IQ评分在70~70.18分范围内的约0.05%的婴儿从智力正常转变为MMR;铅锌矿区居民甲基汞非致癌风险高于对照区.

多孔介质发动机详细反应动力学模型(英文)

应用Chemkin化学动力学软件包中的Senkin模块模拟了正庚烷在多孔介质发动机中的燃烧过程.通过修改Senkin程序,结合了Woschni传热模型和多孔介质换热模型,并在正庚烷详细氧化机理中加入氮氧化物的生成机理,将此程序纳入发动机燃烧的零维单区模型.对多种工况参数进行计算,讨论了运行参数对发动机性能的影响.当进气温度、压缩比增大,或过量空气系数降低时,多孔介质发动机着火时刻会明显提前.结果表明:多孔介质对混合气具有预热作用可强化发动机的点火燃烧,多孔介质的初始温度是决定压燃点火的决定性因素.

氢燃料发动机燃烧过程模拟与分析

在分析氢作为内燃机燃料特性的基础上,针对氢气与空气的混合与燃烧过程的空间分布特性比汽油均匀的特点,提出并建立了单区模型对氢燃料发动机燃烧过程进行模拟与分析。结果显示,缸内压力与放热率的计算值与试验值相对误差在3%以内,曲线形态吻合度较高。较好地反映出实际的燃烧情况。表明采用单区模型进行氢燃料发动机燃烧过程的模拟与分析能够保证较高的准确性,进一步分析了点火提前角、当量比对燃烧过程的影响,结果表明它们对燃烧过程有较大影响。因此,控制点火提前角、当量比是调整与改善氢发动机性能的重要手段。

燃烧轻气炮氢氧燃烧特性详细反应动力学模拟

应用氢氧燃烧19步详细化学反应机理,建立了某燃烧轻气炮氢氧燃烧单区模型,数值模拟了氢氧混合气体燃烧发射弹丸的过程。模拟结果与文献[1]实验结果基本吻合,较好地模拟了某燃烧轻气炮氢氧燃烧热力学过程。在此基础上,对多种工况参数下的氢氧混合气体燃烧进行了系统仿真计算,分别讨论了初始温度、初始压力、稀释气体成分与比例对燃烧轻气炮氢氧燃烧特性以及内弹道性能的影响,分析了氢氧燃烧过程中各化学组分的变化。研究结果表明,氢氧混合气体初始温度、初始压力和稀释气体成分与比例对燃烧轻气炮内弹道性能有着显著影响。

催化燃烧对HCCI发动机着火点、燃烧性能及排放的影响

对甲烷在催化剂铑(Rh)表面的反应机理进行了分析。通过修改CHEMKIN软件包中的SENKIN模块,对活塞顶涂有催化剂的HCCI发动机的燃烧过程进行了数值计算,建立了单区、多区模型。利用单区模型分析了催化燃烧对HCCI发动机着火时刻的影响,结果表明在控制HCCI发动机着火时刻方面催化燃烧有其他方式所没有的优势;利用多区模型分析了催化燃烧对HCCI发动机的燃烧性能及HC、CO、NOx排放的影响,结果表明催化燃烧对燃烧效率、着火持续期有较大的影响,同时能降低HC、CO的排放,但会提高NOx的排放。