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OPTIMIZATION OF A REDUCED CHEMICAL KINETIC MODEL FOR HCCI ENGINE SIMULATIONS BY MICRO-GENETIC ALGORITHM
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作者 黄豪中 苏万华 《Transactions of Tianjin University》 EI CAS 2006年第1期66-71,共6页
A 减少了化学运动模型(44 种类和 72 反应) 因为 n-heptane 的同类的费用压缩点火(HCCl ) 燃烧被优化在操作条件的不同引擎下面改进它的自动点火预言。优化模型的七个运动参数被使用微基因的算法优化方法论的联合和 CHEMKIN 化学动力学... A 减少了化学运动模型(44 种类和 72 反应) 因为 n-heptane 的同类的费用压缩点火(HCCl ) 燃烧被优化在操作条件的不同引擎下面改进它的自动点火预言。优化模型的七个运动参数被使用微基因的算法优化方法论的联合和 CHEMKIN 化学动力学软件包裹的 SENKIN 程序决定。Theoptimization 在等价比率的范围以内被执行 0.2 - 1.2,起始的温度 310- 375 K 和起始的压力 0.1 - 0。3 MPa。引擎模拟比原来的模型证明优化模型与详细化学运动模型(544 种类和 2 446 反应) 一起更好同意。 展开更多
关键词 HCCI发动机 单一燃料压缩点火 简化化学动力学模型 n-庚烷 微遗传算法 最优化
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Analysis and reduction of a detailed chemical kinetic model of 1-pentene combustion at high temperature 被引量:1
2
作者 FENG HongQing MENG XiangFeng +1 位作者 CHENG Gang WANG MeiYing 《Chinese Science Bulletin》 SCIE EI CAS 2013年第9期1072-1078,共7页
A new reduced chemical kinetic model of 1-pentene is developed based on a detailed chemical kinetic model of 1-pentene at high temperature(194 species and 1266 reactions).By means of sensitivity and flow rate analyses... A new reduced chemical kinetic model of 1-pentene is developed based on a detailed chemical kinetic model of 1-pentene at high temperature(194 species and 1266 reactions).By means of sensitivity and flow rate analyses,32 important reactions are determined,on the basis of which a reduced chemical kinetic model consisting 50 species and 251 reactions is proposed through addition of other important species and reactions.The results show that the simulated cylinder pressure and temperature calculated using the reduced model agree well with those from the detailed model.The reduced model requires less computing time than the detailed model,which enables coupled computation of the chemical kinetic model with computational fluid dynamics. 展开更多
关键词 化学反应动力学模型 戊烯 高温 流体动力学模型 燃烧 计算模拟 流量分析 气缸压力
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甲烷点火燃烧的简化化学反应动力学模型 被引量:14
3
作者 肖保国 钱炜祺 +1 位作者 杨顺华 乐嘉陵 《推进技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2006年第2期101-105,共5页
从甲烷点火燃烧的GR I-M ech 1.2详细化学反应动力学模型出发,采用“准稳态”假设方法来对其进行简化,得到了包含18组分14步总包反应的简化反应模型。通过典型试验结果对比和基于均匀试验设计的校核计算结果比较可以看出,采用“准稳态... 从甲烷点火燃烧的GR I-M ech 1.2详细化学反应动力学模型出发,采用“准稳态”假设方法来对其进行简化,得到了包含18组分14步总包反应的简化反应模型。通过典型试验结果对比和基于均匀试验设计的校核计算结果比较可以看出,采用“准稳态”假设方法得到的简化反应动力学模型能有效地再现详细基元反应模型的反应机理,具有较高精度,是可靠而有效的。 展开更多
关键词 甲烷 燃烧 点火延迟 简化化学反应动力学模型^+
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碳氢燃料点火燃烧的简化化学反应动力学模型 被引量:11
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作者 钱炜祺 杨顺华 +1 位作者 肖保国 乐嘉陵 《力学学报》 EI CSCD 北大核心 2007年第1期37-44,共8页
基于“准稳态”方法建立了一套复杂化学反应动力学模型简化方法和相应的软件SPARCK.并以3种典型的碳氢燃料——甲烷、乙烯和庚烷为研究对象,从甲烷点火燃烧的GR12.11详细基元反应动力学模型出发简化得出了包含14个组分10步总包反应形... 基于“准稳态”方法建立了一套复杂化学反应动力学模型简化方法和相应的软件SPARCK.并以3种典型的碳氢燃料——甲烷、乙烯和庚烷为研究对象,从甲烷点火燃烧的GR12.11详细基元反应动力学模型出发简化得出了包含14个组分10步总包反应形式的简化化学反应动力学模型,从乙烯燃烧的51组分365详细基元反应模型出发简化得出了包含20个组分16步总包反应形式的简化化学反应动力学模型,从庚烷点火燃烧的160组分1540详细基元反应模型出发简化得出了包含26个组分22步总包反应形式的简化化学反应动力学模型.通过对典型激波管试验的结果对比可以看出:得到的简化反应动力学模型能较为有效地再现详细基元反应模型的反应机理,具有较高的计算精度.在工程计算中有较好的应用前景. 展开更多
关键词 简化化学反应动力学模型 “准稳态”假设方法 碳氢燃料 点火延时 甲烷 乙烯 庚烷
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边界参数对HCCI发动机燃烧影响的模拟研究 被引量:5
5
作者 黄豪中 梁源飞 +2 位作者 陆志思 陈晖 赵瑞青 《广西大学学报(自然科学版)》 CAS CSCD 北大核心 2009年第6期759-763,共5页
为了研究边界参数对柴油均质压燃(HCCI)发动机燃烧过程的影响,应用CHEMKIN化学动力学软件包中的SENKIN程序以及正庚烷(n-heptane)氧化反应简化模型,模拟了不同进气温度、进气压力和当量比等边界参数对HCCI发动机燃烧及排放特性的影响。... 为了研究边界参数对柴油均质压燃(HCCI)发动机燃烧过程的影响,应用CHEMKIN化学动力学软件包中的SENKIN程序以及正庚烷(n-heptane)氧化反应简化模型,模拟了不同进气温度、进气压力和当量比等边界参数对HCCI发动机燃烧及排放特性的影响。结果表明,在相同当量比条件下,增压可以拓宽HCCI发动机负荷工况范围,同时保持氮氧化物排放基本不变;过浓或过稀的混合气导致CO排放增加;混合气浓度分层增加NO排放。 展开更多
关键词 柴油机 均质压燃 正庚烷 简化化学动力学模型 数值模拟
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适用于HCCI的正庚烷化学动力学简化模型的研究和比较 被引量:4
6
作者 黄豪中 陈晖 +1 位作者 裴毅强 苏万华 《燃烧科学与技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2010年第1期5-10,共6页
利用敏感性分析、主要组分分析以及准稳态假定3种方法,将含有44种组分和72个反应的SKLE正庚烷简化模型再简化到40种组分和56个反应;简化后的模型对滞燃期的预测结果与LLNL详细模型非常接近,与激波管实验结果基本吻合,适用于HCCI发动机... 利用敏感性分析、主要组分分析以及准稳态假定3种方法,将含有44种组分和72个反应的SKLE正庚烷简化模型再简化到40种组分和56个反应;简化后的模型对滞燃期的预测结果与LLNL详细模型非常接近,与激波管实验结果基本吻合,适用于HCCI发动机的多维模型的计算.与其他模型比较发现,Patel等人的模型缺少在低温区起关键作用的反应,即二次加氧反应(.QOOH+O2.OOQOOH),而Tanaka等人的模型缺少了CO的主要生成历程;在HCCI发动机典型工况范围内,SKLE简化模型预测着火时刻与LLNL详细模型吻合最好,Tanaka等人模型和Patel等人模型表现稍差,说明构建简化动力学模型时必须保证低温反应路径主干完整,同时不能忽略CO的主要生成历程. 展开更多
关键词 正庚烷 简化化学动力学模型 均质压燃(HCCI)发动机 模型比较
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用准稳态方法建立碳氢燃料点火燃烧的简化化学反应动力学模型 被引量:4
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作者 钱炜祺 杨顺华 +1 位作者 肖保国 乐嘉陵 《空气动力学学报》 EI CSCD 北大核心 2007年第1期12-18,共7页
基于“准稳态”方法建立了一套碳氢燃料点火燃烧的化学反应动力学模型简化方法和相应的软件SPARCK,并从甲烷点火燃烧的GRI2.11详细基元反应动力学模型出发简化得出了包含16个组分12步总包反应形式的简化化学反应动力学模型,从庚烷点火... 基于“准稳态”方法建立了一套碳氢燃料点火燃烧的化学反应动力学模型简化方法和相应的软件SPARCK,并从甲烷点火燃烧的GRI2.11详细基元反应动力学模型出发简化得出了包含16个组分12步总包反应形式的简化化学反应动力学模型,从庚烷点火燃烧的详细基元反应动力学模型出发简化得出了包含25个组分21步总包反应形式的简化化学反应动力学模型。通过其计算结果与CARM软件导出简化模型的计算结果和典型激波管试验结果的对比可以看出,本文简化得到的简化反应动力学模型能较为有效地再现详细基元反应模型的反应机理,简化模型的计算精度与CARM软件导出简化模型的计算精度相当。与详细基元反应动力学模型相比,简化模型有效地减少了反应组分,在工程计算中有比较好的应用前景。 展开更多
关键词 简化化学反应动力学模型 “准稳态”假设方法 碳氢燃料 点火延时 甲烷 庚烷
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正庚烷化学动力学简化模型的构建及优化 被引量:6
8
作者 黄豪中 苏万华 《工程热物理学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2006年第5期883-886,共4页
提出了一个新的适用于HCCI发动机燃烧模拟的正庚烷化学反应动力学简化模型(40种组分和62个反应)。由三个子模型组成:低温反应子模型是在Li等人模型的基础上,定义具体的醛类(RCHO)产物和小分子碳氢产物(Rs)而构建;增加了用于链接低温反... 提出了一个新的适用于HCCI发动机燃烧模拟的正庚烷化学反应动力学简化模型(40种组分和62个反应)。由三个子模型组成:低温反应子模型是在Li等人模型的基础上,定义具体的醛类(RCHO)产物和小分子碳氢产物(Rs)而构建;增加了用于链接低温反应向高温反应过渡的大分子直接裂解成小分子反应子模型;高温反应子模型是在Griffiths等人模型的基础上,去除了无关的基元反应,增加两个关于CO和CH3O的氧化反应而构建。另外,采用遗传优化技术对模型动力学参数进行调整。计算表明,新模型能够在当量比0.2-1.2,温度从300-3000 K的范围内精确模拟正庚烷HCCI燃烧时冷焰和热焰反应过程,与详细模型(544种组分和2446个反应)计算结果吻合较好。 展开更多
关键词 正庚烷动力学简化模型 HCCI发动机 着火时刻 优化
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计算奇异摄动法在燃烧反应系统简化中的应用 被引量:2
9
作者 刘杰平 程晓丽 王强 《计算物理》 CSCD 北大核心 2005年第2期143-148,共6页
 采用计算奇异摄动法构造典型燃烧反应系统的简化化学动力模型,基于燃烧反应控制方程寻找理想基向量,借助所得理想基向量实现快慢反应模态间的解耦,并给出参与性指数、原子团指针和重要性指数等关键参数,进而构造快模态状态方程和简化...  采用计算奇异摄动法构造典型燃烧反应系统的简化化学动力模型,基于燃烧反应控制方程寻找理想基向量,借助所得理想基向量实现快慢反应模态间的解耦,并给出参与性指数、原子团指针和重要性指数等关键参数,进而构造快模态状态方程和简化化学动力模型.典型CO CH4 Air混合燃烧反应系统的计算结果表明,由计算奇异摄动法得到的简化燃烧反应系统是原燃烧反应系统很好的近似. 展开更多
关键词 奇异摄动法 燃烧反应 系统简化 反应系统 应用 动力模型 控制方程 关键参数 计算结果 混合燃烧 状态方程 基向量 性指数 原子团 化学 构造 理想 模态 近似
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固体推进剂二维绝热微尺度燃烧模型的数值研究 被引量:3
10
作者 李腾 方蜀州 +1 位作者 刘旭辉 马红鹏 《推进技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第12期2385-2393,共9页
为实现固体微推力器工作过程的一体化模拟,基于Fluent计算软件的二次开发功能(UDF)和简化化学动力学模型,实现了固体推进剂的二维气-凝相绝热微尺度燃烧模型的建立,该模型针对固体微推力器所用双基推进剂,包含两步凝相反应和五步气相反... 为实现固体微推力器工作过程的一体化模拟,基于Fluent计算软件的二次开发功能(UDF)和简化化学动力学模型,实现了固体推进剂的二维气-凝相绝热微尺度燃烧模型的建立,该模型针对固体微推力器所用双基推进剂,包含两步凝相反应和五步气相反应,燃速、推进剂表面温度和组分质量分数基于燃面物理特性计算得到,并考虑了粘性作用对气相和凝相反应的影响。针对0.5MPa,1.0MPa,2.0MPa和5.1MPa四种工况进行了计算,结果表明,高压工作环境下出现发光火焰区,且随表面压力增大而逐渐靠近壁面,凝相反应区厚度和嘶嘶区、暗区主要反应物在燃面的质量分数随推进剂表面压力增大而减小。对称面处推进剂燃速,推进剂表面温度和气相火焰结构与实验结果基本一致。由于壁面附近较高的粘性作用,气相火焰在壁面位置更加靠近推进剂燃面,并导致壁面位置推进剂燃速高于对称面位置。该模型实现了二维环境下考虑分步凝相反应的推进剂绝热燃烧模型的一体化计算,较好地拓展了原模型的应用范围。 展开更多
关键词 二维绝热微尺度燃烧模型 简化化学动力学模型 分步凝相反应 数值研究 固体推进剂
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正癸烷热解的小规模化学动力学机理模型 被引量:2
11
作者 姚通 钟北京 《物理化学学报》 SCIE CAS CSCD 北大核心 2013年第7期1385-1395,共11页
正癸烷是目前常用的吸热型燃料的替代组分,但是其热解机理的研究迄今还很少,且现有的少数几个机理由于规模庞大使用不便.本文首先构建了一个包含33种组分和75个基元反应的正癸烷热解动力学机理模型(Mech33);随后,在该机理的基础上进一... 正癸烷是目前常用的吸热型燃料的替代组分,但是其热解机理的研究迄今还很少,且现有的少数几个机理由于规模庞大使用不便.本文首先构建了一个包含33种组分和75个基元反应的正癸烷热解动力学机理模型(Mech33);随后,在该机理的基础上进一步通过灵敏度分析得到影响主要热裂解组分生成的速率控制步,并采用局部平衡和稳态假设对Mech33机理简化得到了规模更小的、仅包含22种组分和59步反应动力学机理模型(Mech22).在较宽的温度和压力范围内对流动反应器及激波管中正癸烷热解过程进行了数值模拟,并与实验数据进行了对比,结果表明,Mech33和Mech22两个动力学机理模型都能够很好地描述正癸烷热裂解过程,并准确预测主要热裂解产物的浓度分布,为进一步实现化学反应与计算流体力学(CFD)耦合的工程计算提供了有价值的动力学机理模型. 展开更多
关键词 正癸烷 热解 化学动力学机理模型 灵敏度分析 简化模型
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用灵敏度法简化化学反应动力模型 被引量:4
12
作者 钱炜祺 《空气动力学学报》 CSCD 北大核心 2004年第1期88-92,共5页
介绍了用于简化化学反应动力模型的灵敏度方法的基本思想与具体方法,然后用该方法来对两个化学反应实例:甲醛氧化反应和一氧化碳/氢气在空气中燃烧的化学反应进行简化,均得到了比较好的结果。
关键词 化学反应动力学模型 计算效率 流场 灵敏度法 内燃机 火箭冲压发动机 燃烧室
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含水乙醇汽油简化化学反应动力学模型 被引量:1
13
作者 石秀勇 康杨 +1 位作者 罗亨波 倪计民 《同济大学学报(自然科学版)》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第11期1528-1535,共8页
引入"半解耦"方法,以H2/CO/C1小分子机理为"内核",耦合乙醇氧化骨架机理和汽油表征燃料的甲苯参比燃料(TRF)机理,构建乙醇汽油混合燃料的简化化学反应动力学模型.利用CHEMKIN软件进行数值模拟,通过相关实验对该模... 引入"半解耦"方法,以H2/CO/C1小分子机理为"内核",耦合乙醇氧化骨架机理和汽油表征燃料的甲苯参比燃料(TRF)机理,构建乙醇汽油混合燃料的简化化学反应动力学模型.利用CHEMKIN软件进行数值模拟,通过相关实验对该模型进行验证.进一步分析水的影响,构建了含水乙醇汽油简化化学反应动力学模型.与乙醇汽油着火特性实验数据进行对比,验证了该简化机理的合理性. 展开更多
关键词 汽油 含水乙醇 化学反应机理 简化模型
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分层充量压燃简化动力学模型及燃烧机理 被引量:1
14
作者 郑朝蕾 尧命发 《燃烧科学与技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第2期133-141,共9页
在前期工作的基础上,加入了与浓混合气相关的反应,构建了适合分层压燃的简化动力学模型,包括39种物质和49个基元反应.新构建的分层压燃简化动力学模型,零维模拟的结果与详细机理吻合很好;与三维CFD耦合模拟的结果与预混/直喷条件下的实... 在前期工作的基础上,加入了与浓混合气相关的反应,构建了适合分层压燃的简化动力学模型,包括39种物质和49个基元反应.新构建的分层压燃简化动力学模型,零维模拟的结果与详细机理吻合很好;与三维CFD耦合模拟的结果与预混/直喷条件下的实验结果吻合也很好.对于预混/直喷分层燃烧来说,低温反应最先发生在压缩余隙和凹坑内活塞表面附近的燃料均质分布的区域,而高温反应最先发生在喷雾导致的浓混合气区域.到低温反应结束为止,缸内生成的H2O2和CH2O浓度分布不均匀,混合气较浓的区域生成的H2O2和CH2O浓度较大.高温反应开始后,浓混合气区域温度比燃料均质分布的区域高,因此在较浓的混合气区域,H2O2、CH2O、HCO和CO等重要中间产物消耗的速度都比燃料均质分布的区域快. 展开更多
关键词 分层充量压燃 正庚烷 简化动力学模型 燃烧机理
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甲醇简化机理及其在HCCI燃烧分析中的应用 被引量:3
15
作者 闫妍 张煜盛 《华中科技大学学报(自然科学版)》 EI CAS CSCD 北大核心 2010年第9期112-115,共4页
采用敏感度分析法对甲醇详细机理进行简化,提出一个可用于均质充量压缩点火(HCCI)燃烧过程的甲醇简化动力学模型,包括16个物种17个基元反应,涉及甲醇的氧化反应、甲醛和CO的生成子模型.应用该简化机理模型对甲醇HCCI发动机的燃烧与排放... 采用敏感度分析法对甲醇详细机理进行简化,提出一个可用于均质充量压缩点火(HCCI)燃烧过程的甲醇简化动力学模型,包括16个物种17个基元反应,涉及甲醇的氧化反应、甲醛和CO的生成子模型.应用该简化机理模型对甲醇HCCI发动机的燃烧与排放特性进行的算例分析表明,简化机理模型在燃烧放热特征时刻、燃烧累积热效应以及发动机缸内温度和压力曲线的预测值均与详细机理模型的计算值较为符合,计算时间缩短. 展开更多
关键词 内燃机 甲醇 均值充量压缩点火(HCCI) 简化动力学模型 甲醛 一氧化碳(CO)
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