柴油机喷雾液滴碰撞模型的改进研究

针对用KIVA-3V软件模拟液滴碰撞的O’Rourke模型所存在的网格敏感性问题,将Nordin的MIC(Mesh Independent Collision)模型应用于液滴碰撞模拟,采用定容室对MIC模型和O’Rourke模型在不同网格喷油位置、网格密度和油滴个数条件下的喷雾形状和液滴平均半径进行了模拟比较。比较结果显示,MIC模型的稳定性、精度和可靠性等均比O’Rourke模型要好。     

点火定时对缸内直喷汽油机燃烧及颗粒物排放的影响

采用燃烧分析仪和DMS500型快速颗粒取样分析仪,在一台缸内直喷汽油机上进行了点火定时对燃烧过程和颗粒物排放影响的试验研究.结果表明:随着点火定时的不断延迟,火焰发展期逐渐缩短,快速燃烧期逐渐增大,缸内压力峰值逐渐下降,瞬时放热率峰值和缸内最高燃烧温度均逐渐降低且后移,放热过程迟缓,膨胀行程缸内温度逐渐升高.缸内直喷汽油机排气颗粒物排放呈包括核态和积聚态颗粒物的双峰分布;随点火定时的推迟,核态和积聚态颗粒物峰值数密度均逐渐降低,颗粒物总数量浓度逐渐降低,积聚态颗粒物峰值粒径逐渐减小,而核态颗粒物峰值粒径受点火定时的影响较小.     

温度分层均质压燃发动机燃烧和排放数值模拟

通过修改SENKIN程序,建立起一个有质量交换和缸壁传热的9区化学反应动力学模型.以SKLE正庚烷简化模型作为燃烧反应动力学机理,利用该模型计算了发动机的主要燃烧参数和排放物含量.结果表明,该多区模型能够准确地模拟温度分层均质压燃发动机的燃烧和排放特性.在温度分层均质压燃发动机中,外核心区、壁面边界层和缝隙是CO和HC的主要来源.其中,在外核心区产生CO和HC是由于壁面边界层和缝隙内的未燃混合气在膨胀过程中流入该区被部分氧化或没有被继续氧化.NO_x主要来源于高温的内核心区.要同时获得高效燃烧和超低排放,应适当提高壁面温度.     

包含PAH的正庚烷燃烧简化机理

对W ang和Frenklach提出的乙炔和乙烯燃烧详细化学反应机理(包含99种组分,527个反应)进行敏感性分析,提取其中影响PAH生成的重要反应,加入到天津大学内燃机国家重点实验室提出的正庚烷燃烧简化机理(SKLE)中,创建了一个新的包含PAH的正庚烷燃烧简化机理(包含65种组分,79个反应)。模拟结果与美国Curran H.J等人提出的正庚烷燃烧详细反应机理(包含544种组分,2 446个反应)吻合得很好。表明新机理能精确的反映正庚烷的燃烧特性,同时为预测PAH的生成提供参考依据。