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汽油均质混合气柴油引燃低温燃烧的试验被引量：15: 2013年; 在一台高压共轨柴油机上对汽油均质混合气柴油引燃(HCII)低温燃烧的燃烧特性、排放特性和热效率进行了研究.结果表明:随着进气道预混汽油比例增加,NO和碳烟排放同时显著降低,当汽油比例超过0.7并且用废气再循环方法实现低温燃烧时,NO排放低于15×10-6,碳烟排放几乎为0;随汽油比例增加,滞燃期增长,燃烧持续期缩短,最大压力升高率明显降低,指示热效率明显高于点燃式燃烧方式,达到甚至好于柴油压燃燃烧方式.随着着火相位推后,纯柴油的碳烟排放升高而NO排放降低,呈现trade-off关系.而汽油/柴油HCII模式的NO和Soot始终未出现trade-off关系.; 于超王建昕王志帅石金; 关键词：汽油柴油低温燃烧

基于特征值分析的骨架机理获取方法被引量：3: 2012年; 基于特征值分析法,建立了一套复杂化学反应动力学模型简化方法,并采用该方法对甲烷空气燃烧的详细化学反应动力学模型进行了简化.从GRI1.2得到了21个组分,83个反应的骨架机理.该机理与详细的GRI1.2机理和DRM19机理在不同化学计量比和不同压力下对比了点火延迟时间,结果表明简化机理能有效地再现详细反应动力学模型的反应机理,并具有更高的计算精度.从GRI3.0简化得到两种骨架机理分别为26个组分、120个反应和30个组分、140个反应.这两个机理都能很好地对火焰传播速度以及主要组分和NO浓度分布进行反应动力学模拟.; 文斐钟北京; 关键词：甲烷点火延迟火焰传播速度

四组分汽油替代燃料的化学动力学模型被引量：1: 2015年; 该文通过反应路径分析和灵敏度分析,发展了甲苯氧化子机理,进而构建四组分(异辛烷、正庚烷、甲苯、乙醇)汽油替代燃料的化学动力学模型。该模型包含75个组分和305个基元反应。验证结果表明:该模型不仅能够准确计算单组分燃料的着火延迟时间、火焰传播速度和火焰结构,而且在一定的压强和温度范围内,能够较准确地计算多组分汽油替代燃料的着火延迟时间,反映不同辛烷值汽油的自燃特性。该文提出的四组分汽油替代燃料动力学模型包含较少的组分数与基元反应数,更有利于在汽油燃烧的多维计算流体动力学(CFD)模拟中得到应用。; 郑东钟北京; 关键词：替代燃料着火延迟时间火焰传播速度动力学模型

代数亚格子湍动能模型及非黏性亚格子应力模型在喷雾大涡模拟中的应用被引量：5: 2013年; 在KIVA3V中将考虑简化的代数亚格子湍动能模型的3种亚格子尺度模型和K方程湍动能模型的非黏性亚格子应力模型纳入程序中,对定容弹中柴油的喷射和雾化过程进行了数值研究.以燃油液相和蒸气相分布的试验数据为依据,揭示了代数亚格子尺度湍动能模型对燃油喷雾计算结果的影响,并且与K方程亚格子湍动能模型进行了对比,同时分析了加入的非黏性亚格子应力张量模型的适用性.结果显示3种亚格子应力模型及代数亚格子湍动能模型的组合可以有效地模拟流场中湍动能变化对液滴弥散速度的影响,从而使液相贯穿距及液相和气相浓度分布与试验结果更为接近.同时,该代数模型所计算的亚格子尺度湍动能与K方程模型计算结果相当吻合.非黏性亚格子模型可以计算相对准确的喷雾结果.; 周磊解茂昭罗开红帅石金贾明秦文瑾; 关键词：亚格子模型喷雾大涡模拟

火花点火激发自燃着火稳定燃烧边界条件的试验被引量：4: 2012年; 火花点火激发自燃着火(SIAI)燃烧具有火花点火和自燃着火两段着火特性,能够有效控制燃烧过程的压升率,可以显著拓展HCCI燃烧方式的可适用负荷范围.但SIAI燃烧的稳定燃烧比较困难,需要对混合气状态进行精确控制.在一台双缸汽油机上通过控制进气温度和喷油量实现了对混合气状态和能量密度的灵活控制,研究了SIAI稳定燃烧的边界条件.结果表明,SIAI燃烧的稳定实现需要满足:理论空燃比附近的空燃比以保证点火稳定;压缩上止点处的混合气温度在950～1,050,K内以保证自燃的实现;压缩上止点处混合气能量密度在12.5～22.5,MJ/m3内以实现自燃并抑制爆震.; 阳冬波王志王建昕; 关键词：内燃机

异辛烷/正庚烷/乙醇三组分燃料着火的化学动力学模型被引量：15: 2012年; 提出一个包括异辛烷、正庚烷和乙醇的三组分燃料的着火动力学模型,该机理包括50个组分和193个反应.通过路径分析和灵敏度分析,给出了基础燃料在高低温条件下的不同反应路径和影响氧化过程的重要基元反应.该机理预测的单组分(异辛烷、正庚烷、乙醇)燃料、双组分基础燃料和三组分燃料的点火延迟时间与实验值有很高一致性.本文机理包含较少的组分数与反应数,因而可适用汽油掺烧乙醇的多维计算流体动力学(CFD)数值模拟.; 郑东钟北京; 关键词：替代燃料基础燃料着火延迟时间乙醇

汽油替代燃料燃烧过程中多环芳烃生成的化学动力学模型被引量：8: 2013年; 提出了一个包含103组分和395个基元反应,能够较好描述多组分汽油替代燃料多环芳烃(PAHs)生成的化学动力学机理模型.计算结果与实验数据的对比表明,该机理能够准确地计算乙烯、甲苯、正庚烷预混火焰和正庚烷部分预混对冲火焰中PAHs及其前驱物组分分布.虽然本文机理目前还无法直接应用于汽油燃烧过程的PAHs多维数值模拟,但与现有的汽油替代燃料PAHs机理相比,本文提出的机理规模更小,距离实际应用的目标更近.; 郑东张云鹏钟北京; 关键词：替代燃料前驱物反应机理预混火焰

增压小排量汽油机燃烧过程的大涡模拟被引量：1: 2013年; 采用大涡模拟方法(LES)详细解析了增压小排量汽油机进气、点火和燃烧过程,研究了缸内亚网格尺度之上的湍流脉动对于缸内燃烧过程的影响.在源代码KIVA-Chemkin平台下引入了LES亚网格动能输运一方程模型,采用DPIK点火模型描述火核形成,采用G方程燃烧模型描述湍流火焰传播,采用PRF反应机理(47组分,142反应)来模拟已燃区中的后氧化过程和未燃区中的末端混合气自燃过程.在发动机高负荷情况下正常燃烧和爆震燃烧过程的模拟结果与试验结果吻合良好.模拟结果能够捕捉到火花点火发动机中火焰传播、火焰面皱褶和末端混合气的自燃现象.; 王方王志帅石金王建昕; 关键词：大涡模拟火花点火化学反应动力学计算流体力学

异辛烷/空气对冲火焰实验与计算分析被引量：5: 2014年; 为了解决汽油机清洁高效燃烧的难题,需要对汽油的基础燃烧特性进行深入研究。为此选取异辛烷单一组分作为表征燃料,对其预混层流火焰传播速度进行了实验与分析。设计并搭建了适宜液体燃料燃烧的对冲火焰试验台,通过对异辛烷对冲火焰的实验,获得了不同当量比下的无拉伸火焰传播速度,发现随着当量比的增大异辛烷火焰传播速度先增大后减小,在当量比1.1时火焰传播速度达到最大值。在标准大气压、初始温度为378K的工况下,异辛烷最大火焰传播速度为60.9cm/s。利用异辛烷、正庚烷、乙醇三组分燃料着火机理计算了异辛烷火焰传播速度,并针对火焰传播速度进行灵敏度分析,得到了控制异辛烷火焰传播速度的主要基元反应。通过实验结果与计算结果的对比,结合文献中给出的实验数据,对影响异辛烷火焰传播速度的主要因素进行分析,发现初始温度提高、环境压力降低能够使异辛烷燃烧火焰传播速度提高。; 于维铭钟北京袁振王治国; 关键词：异辛烷火焰传播速度

Suppression of super-knock in TC-GDI engine using two-stage injection in intake stroke(TSII)被引量：5: 2014年; Turbocharging and direct injection are main technologies used for energy-saving gasoline engines. But the biggest challenge is super-knock, whose mechanism is unclear and has no effective strategy to suppress this super-knock until now. The effects of injection strategies on super-knock were experimentally investigated in a turbocharged GDI engine. It was found that two-stage injections during intake stroke （TSII） can eliminate super-knock. Meanwhile, the fuel consumption, emissions and exhaust tem- perature can keep optimized level. By sweeping the start of the 1st injection （SOIl）, end of the 2nd injection （EOI2） and the split injection ratios （ROI2） using 5000 cycles evaluation test at low-speed high load operating point, the optimized injection strategy for the typical TC-GDI engine is TSII with SOIl at middle of intake stroke, EOI2 at end of intake stroke, and ROI2 of 0.3.; WANG ZhiXU YaQiWANG JianXin

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国家自然科学基金(51036004)

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