国家重点基础研究发展计划(2007CB210002)
- 作品数：25 被引量：129H指数：7
- 相关作者：解茂昭贾明周磊尧命发郑尊清更多>>
- 相关机构：大连理工大学天津大学沈阳航空航天大学更多>>
- 发文基金：国家重点基础研究发展计划国家自然科学基金中国博士后科学基金更多>>
- 相关领域：动力工程及工程热物理理学交通运输工程机械工程更多>>
- 应用多区模型预测HCCI发动机的运行范围被引量：2
- 2010年
- 应用多区模型预测了均质压燃(HCCI)发动机的运行范围。运行范围的边界由敲缸(由声响强度计算)、部分燃烧(由燃烧效率计算)和循环变动(由平均有效压力对进气温度的敏感度计算)确定。通过模拟一台以异辛烷为燃料的HCCI发动机发现,在不同当量比和进气温度下,计算得到的敲缸极限和循环变动极限均与试验相当吻合,从而很好地再现了HCCI发动机的运行范围。进一步研究运行范围随转速的变化,讨论了通过调节进气温度和当量比,在不同转速下HCCI发动机的最大可运行范围。最后考察了通过使用变压缩比和增压两种策略扩展HCCI发动机运行范围的潜力。结果表明:通过调节压缩比可以有效地控制着火点,在向低负荷扩展方面,使用高的进气温度和较低的压缩比显得更为有利;在向高负荷扩展方面,使用高压缩比更好;而增压有利于HCCI发动机的控制,同时增加了向高负荷扩展的范围。
- 贾明解茂昭周磊
- 关键词：内燃机均质压燃多区模型运行范围
- 采用VNT/EGR和DOC降低柴油机排放的试验被引量：8
- 2010年
- 在一台高压共轨柴油机上进行了采用基于可变喷嘴环涡轮增压器(VNT)的废气再循环(EGR)系统(VNT/EGR)和柴油机氧化催化器(DOC)降低排放的试验研究。结果表明,通过调节VNT开度可以有效实现EGR循环和控制EGR率,显著降低NOx排放,并且在一定EGR率范围内对烟度影响较小。提高喷射压力可以较明显改善NOx和烟度的折衷关系,采用合理的后喷参数能够在不明显影响经济性和NOx排放的前提下显著降低烟度。对燃烧室进行降低压缩比的合理设计也可以明显改善NOx和烟度的折衷关系。在燃烧系统优化的基础上,最终加装DOC的ESC循环排放测试结果满足了国Ⅳ要求,其中PM为0.0191g/(kW·h),NOx为2.88g/(kW·h),HC和CO排放远低于国Ⅳ限值。
- 郑尊清尧命发高俊华王浒赵令猛林铁坚
- 关键词：柴油机废气再循环
- 稳态燃烧室进气过程的大涡模拟
- 2010年
- 为精确描述燃烧室进气过程中的流场动态特性,本文应用大涡模拟模型对燃烧室稳态进气过程进行三维瞬态数值模拟研究,着重考察了三种不同亚网格模型(SGS)的性能,这三种SGS模型是:代数Smagorinsky模型、动态Smagorinsky模型和单方程动态动能输运模型(LDKEM)。计算结果表明LEDKEM模型和动态Smagorinsky模型均能较好地反映流场的瞬变性和随机性,前者性能最佳;而代数Smagorinsky模型精度较差,且不能模拟流场的微结构。
- 杨萍解茂昭
- 关键词：大涡模拟进气过程燃烧室
- 正庚烷HCCI燃烧下多环芳烃生成机理与影响因素分析被引量：1
- 2012年
- 通过修改化学动力学软件SENKIN,建立了正庚烷均质充量压缩点燃(HCCI)燃烧过程数值模拟的单区模型.利用此模型对正庚烷HCCI燃烧下芳烃(苯、萘、菲及芘)的生成及演变规律进行了详细分析.同时,分析了过量空气系数、进气初始压力和发动机转速对多环芳烃形成规律的影响.计算中采用了正庚烷的燃烧与分解、多环芳烃生成的详细反应机理(共包括107种组分、542个基元反应).结果表明,在低温反应阶段并没有苯(A1)、萘(A2)、菲(A3)、芘(A4)生成;当进入高温反应阶段后,苯、萘、菲、芘的浓度迅速升高至峰值,然后均陡直下降为零.随着过量空气系数的增大,苯的摩尔分数峰值降低,但菲的摩尔分数峰值变化较小.同时,苯、萘、菲的摩尔分数随进气初始压力的降低而降低;随着发动机转速的下降,苯的摩尔分数先降低后增加,萘的摩尔分数却是先增加后降低,而菲的摩尔分数却持续降低.
- 曾文解茂昭
- 关键词：多环芳烃正庚烷均质压燃数值模拟
- 加速详细反应动力学计算的ISAT改进方法研究被引量：1
- 2010年
- 非结构化自适应列表法（ISAT）方法以其高效、误差可控的突出优点在最近的使用详细反应动力学的燃烧计算中得NT广泛的应用。本文通过对ISAT基本原理的分析，讨论了ISAT存在的问题及改进的方法。在配对混合搅拌反应器（PMSR）和均质压燃（HCCI）发动机中，利用ISAT对不同的改进方案进行了计算比较，讨论了影响ISAT方法性能，如计算时间、内存占用和误差控制等方面的因素。结果表明逆向搜索方法可以显著提高ISAT的加速比，动态存储库方法可以人大降低内存的占用量。
- 贾明解茂昭周磊刘红
- 关键词：化学动力学模型均质压燃发动机
- 基于互动小火焰模型的内燃机燃烧过程大涡模拟被引量：4
- 2011年
- 引言
随着排放法规的日益严格和原油价格的不断上涨,柴油发动机正面临着同时降低排放和减少油耗的双重挑战。计算流体力学（CFD）模拟可以深入理解发动机缸内复杂的流动、喷雾和燃烧过程,是研发下一代清洁、高效柴油机的重要工具。
- 刘戈解茂昭贾明
- 关键词：内燃机燃烧大涡模拟污染物排放
- 车用柴油机缸孔变形整体接触多场分步耦合模拟被引量：3
- 2009年
- 为解决车用柴油机整机开发及老机型改进过程中普遍遇到的机体缸孔变形过大从而影响机油消耗和颗粒物排放量进一步降低的难题,提出了整体接触多场分步耦合的研究方法.以493车用柴油机为研究对象,建立了包含机体、缸盖、缸套、缸盖垫与缸盖螺栓的整体接触关系模型,精确加载缸盖螺栓预紧力、主轴承盖螺栓预紧力、气体最大爆发压力等机械载荷以及热边界条件,实现机械应力场和热应力场的分步耦合计算,研究机体在实际工作状况下缸孔的变形情况,为优化结构设计提供依据.本方法可应用于其他柴油机整机开发或升级改造中的缸孔变形研究.
- 祖炳锋徐玉梁刘捷靳素华钱多德杨林强苏超
- 关键词：车用柴油机
- 基于大涡模拟的发动机缸内湍流流动及拟序结构被引量：8
- 2012年
- 应用大涡模拟方法对发动机缸内湍流流场进行了三维瞬态数值分析.主要从湍流脉动、湍动能和缸内拟序结构演变等方面考察了发动机缸内流场特性.计算结果表明:相比雷诺平均模型,大涡模拟方法可以更真实地反映发动机循环过程中缸内气体流动的细节和规律.利用大涡模拟结合Q准则判别法可以较好地识别缸内大尺度湍流拟序结构;拟序结构对于缸内大尺度动能的产生及湍流的维持具有关键的作用.RANS类模型则不具备充分捕获大尺度拟序结构的能力.湍流脉动与活塞平均运行速度接近于成正比.
- 秦文瑾解茂昭贾明
- 关键词：发动机大涡模拟拟序结构
- 正庚烷部分预混燃烧下多环芳烃生成的简化机理被引量：5
- 2011年
- 采用反应流与敏感性分析方法对小分子烃类燃料预混燃烧下多环芳烃生成的详细机理(101种组分,544个基元反应)进行了简化,得到了包括52种组分,83个基元反应的简化机理.采用该简化机理对乙烷预混燃烧下多环芳烃的生成规律进行了数值计算.结果表明,采用该简化机理计算得到的反应物与部分生成物摩尔分数的变化趋势与实验值基本吻合;在该简化机理上加入正庚烷分解和氧化的主要反应(27种组分,36个基元反应),构成了庚烷火焰中多环芳烃生成的简化机理(62种组分,119个基元反应);同时对该简化机理在正庚烷部分预混燃烧下多环芳烃的生成规律进行了数值计算,结果表明,采用该简化机理进行计算时所得到的温度分布、主要反应物与部分生成物的摩尔分数的变化趋势与实验值基本吻合.
- 曾文马洪安解茂昭
- 关键词：多环芳烃正庚烷预混燃烧数值模拟
- 雾化模型对柴油喷雾大涡模拟的影响被引量：7
- 2010年
- 将大涡模拟(LES)湍流模型和几种不同的雾化模型纳入KIVA-3V程序中,研究了柴油的喷射和雾化过程。以燃油液相、蒸气相和混合气当量比的试验数据为依据,分别在不同工况下对比了TAB(Taylor Analogy Breakup)、MTAB(Modified TAB Model)、CAB(Cascade Atomizationand Drop Breakup)和KH-RT(Kelvin Helmholtz Rayleigh-Taylor)4种雾化模型在LES模拟中的性能。结果表明KH-RT模型对燃油液相和蒸气相的贯穿距、蒸气区域分布形态的预测方面均与试验接近,好于其它3种雾化模型。TAB模型由于分裂后液滴粒径较小,计算得到的液相贯穿距过小,蒸气相浓度过大。MTAB模型和CAB模型预测得到的液相贯穿距与KH-RT模型相近,但混合气的当量比明显小于试验值。在均采用KH-RT雾化模型下,通过对比RANS和LES的模拟结果发现,RANS模型得到的蒸气贯穿距要明显小于试验值,同时无法预测蒸气区域边界的间歇性、不规律的涡团结构,而LES模型可以很好地捕捉这些特性。
- 贾明解茂昭周磊
- 关键词：计算流体力学大涡模拟柴油喷雾
