柴油机涡流室内湍流分布特性的研究

报道利用激光多谱勒测速（ＬＤＡ）技术测量柴油机涡流室内的湍流分布特性,简述了ＬＤＡ测试系统,提出实验数据的处理方法,揭示倒施工况下涡流室内湍流强度随时间和空间的变化规律,分析湍流特性对混合形成及燃烧的影响。研究结果表明,涡流室内流场是非常常向异性湍流场,其湍流强度分布特性笃混合气形成及燃烧是有利的。     

柴油机瞬态工况下微粒排放特性及影响因素

利用瞬态微粒测量系统，对增压中冷柴油机瞬态工况下微粒的排放特性进行了研究，结果表明，瞬态工况下微粒的排放量高于稳态工况，且随转矩变化率的增加微粒排放量明显增加，在低转速时更为明显。由于瞬态工况下进气量的增加滞后于燃油的增加，使得燃烧质量恶化；燃烧室内的温度相对于燃油喷射的滞后，也导致了瞬态工况下的微粒排放量的增加。     

柴油机低温放电处理的微粒热重特性

以试验为基础,对低温放电处理后柴油机微粒的热重特性进行了研究。利用静电学理论设计了用来捕集柴油机微粒的低温放电反应器,并搭建了对比分析的试验台架。利用热重分析技术对柴油机微粒中可溶性有机物质和固体碳颗粒的含量进行了比较分析,发现低温放电反应可使微粒上可溶性有机成分发生不完全的化学反应。低温放电电压的变化是影响柴油机微粒中各成分含量的关键因素,随着放电电压的升高,低温放电反应器对微粒的捕集效率有所提高,柴油机微粒中可溶性有机成分的含量呈减小趋势。     

离心泵叶轮内变工况三维湍流数值模拟

采用工程上广泛使用的标准k—ε两方程湍流模型，对离心泵最佳工况和大流量工况、小流量工况进行了叶轮内部流动的数值模拟，对3种工况下叶轮内的相对流动、径向流动及切向流动进行了分析，探讨了轴向旋涡的特征、叶片流道的挟持约束作用、叶片流道内的压力分布与流量的关系等流动特性。     

基于大涡模拟的水轮机内瞬态湍流场特性分析

基于三维瞬态N-S方程,采用大涡模拟方法中的Smargorinsky模型,应用模拟动静干扰效果较好的滑移网格技术,以标准k-ε模型稳态计算的结果作为初始条件,对某混流式水轮机全流道进行了的三维瞬态湍流数值模拟.用Fluent 6.3,采用非结构化的混合网格和压力速度耦合的PISO算法,成功地模拟了水轮机在运行中的各种瞬态细节过程,如涡旋的卷起、增长、合并、破碎和脱落.模拟结果给出了偏工况下水轮机导水机构和转轮流道内大尺度涡结构的瞬态发展演变过程.计算结果表明大涡模拟方法能较好地模拟水轮机内水流的瞬态流动特性和瞬时涡的发展演化过程,该方法可为探索研究水力机械复杂流道湍流运动状态下涡旋的形成机理提供有价值的参考.     

柴油机微粒排放控制技术的研究进展

分别从机内净化、排气后处理、改善燃油品质三个方面分析了近年来降低柴油机微粒排放的研究现状。     

双流道叶轮内湍流的三维数值模拟

对双流道泵叶轮内三维不可压湍流流动进行了数值模拟。计算采用了雷诺时均N-S方程和修正了的k-ε湍流模型，计算在体贴坐标系和交错网格中进行并采用了SIMPLE-C算法。计算结果揭示了双流道泵叶轮内湍流流动的压力分布和速度分布规律。研究结果可以用来对双流道泵进行性能预测并为双流道泵的优化设计创造了条件。     

柴油机微粒排放的净化技术发展趋势

柴油机凭借着燃料经济性和产品低维护成本等优势,目前拥有非常广泛的应用。但是,以柴油为能源的机械,在污染问题上长期以来并没有得到解决,即微粒排放问题。大量的尾气排放污染,将对柴油机的应用造成强烈制约。因此,有必要对其净化技术展开研究,从而突破柴油机的政策性限制。     

柴油理化特性对高压共轨柴油机微粒粒度分布的影响

利用TSI EEPS3090微粒粒度测试系统,试验研究了高压共轨柴油机燃用不同理化特性调和柴油时的微粒成分及微粒排放粒度分布特征,揭示了燃料着火性能及燃料组分对微粒排放特性的影响规律。研究结果表明,对于不同着火性能的燃料,中小负荷工况下微粒数量浓度分布曲线大致呈单峰结构,峰值位于30nm附近,排气中绝大多数微粒粒径处于5~300nm之间。适当提高燃料十六烷值,能够缩短滞燃期,增大扩散燃烧期比例,有助于减少核态微粒的排放数量。同时,燃料含硫量对核态微粒排放影响较大,含硫量高将导致核态微粒排放量增加。随十六烷值增加,排气微粒中可溶性有机物质（SOF）比例减小,干碳烟（DS）比例上升。     

空气滤清器内不可压缩三维湍流流场的数值模拟

应用通用CFD软件STAR-CD,采用SIMPLE算法和高雷诺数κ-ε湍流模型。对某一型号空气滤清器内的不可压缩湍流流场进行了三维数值模拟,其中使用了多孔介质模型对滤网进行了模拟。给出了空气滤清器内的速度场和压力场。着重分析了进气角度不同时的空气滤清器内速度和压力分布。计算结果表明：空气滤清器内存在涡流：改变入口的进气角度,可以使涡流的大小及位置发生改变;气流在多孔介质区域产生了很大的压力损失。     

离心泵叶轮固液两相流动及泵外特性数值分

基于N-S方程和标准k-ε湍流模型,采用SIMPLEC法,对离心叶轮三维固液两相流场进行了耦合计算,得到了固相(颗粒)不同粒径、不同体积浓度不同密度以及不同流量时的固相(颗粒)浓度分布,并研究了外特性的变化规律.模拟结果表明,颗粒本身的性质密度、粒径对颗粒的分布及运动规律影响较大,密度、粒径越大的颗粒在惯性力作用下易偏向工作面;颗粒体积浓度对颗粒的分布略有影响;泵在非设计工况下运行时,相对进口液流角的变化影响了颗粒在叶轮内的分布情况;颗粒密度、粒径、固相体积浓度的增大会引起扬程的减小.     

离心泵叶轮内部三维紊流数值模拟与验证

基于N—S方程和标准的k-ε紊流模型,对一比转数ns=96的离心泵叶轮内部的流动情况进行了数值模拟,模拟软件对3个典型工况进行计算,得到了叶轮内的速度和压力分布,并和PIV实验结果比较,两者在总体上是一致的。     

生物柴油/柴油发动机排放颗粒电镜分析

利用高分辨率透射电镜研究了三缸直喷式柴油机在两种供油提前角和两个工况时,燃用两种比例的生物柴油/柴油混合燃料时产生的颗粒微观结构和尺寸。结果表明,在所研究的条件下,发动机燃料燃烧产生的颗粒由球形的原始粒子构成,且呈现出不同形状,具有分形结构特性;原始粒子具有多层类石墨微晶结构,且存在无序内核区。B0和B20燃料产生的原始粒子的直径分别在25.6～31.3 nm和28.7～40.0 nm之间,燃用生物柴油时产生的颗粒原始粒子平均直径大于柴油。     

离心泵叶轮内部湍流流场的数值模拟

为了进一步探索泵叶轮内部三维流场的参数、为泵的设计提供理论依据，以IB50-32-250离心泵叶轮的设计参数为依据．根据叶轮内部湍流流动的通用方程建立湍流模型，利用ANSYS8．0对离心泵叶轮内部流场的速度、压力进行数值模拟，初步得出了叶轮内部流场主要特征和分布规律．对研究流体机械叶轮部件内部的流动情况具有参考价值。     

复合流道薄壁滴灌带的特性分析

国内生产的薄壁滴灌带产品多以单流道形式为主。由于其基本结构存在缺陷。其产品在质量上存在流道易堵塞、滴水不均匀和流量互补功能差等一系列问题。针对这些问题,课题组经过2年的潜心研究,设计研制出一种迷宫和直流道相组合的新型复合流道薄壁滴灌带。试验证明．复合流道薄壁滴灌带具有良好的滴水均匀度和抗堵塞效果,同时还带一定的流量互补功能。     

离心式叶轮内紊流流场数值分析及PIV测试

采用RNGk-ε紊流模型计算了闭式叶轮以及相对应的半开式叶轮内部的三维紊流流场。计算结果表明，闭式叶轮在小流量工况时，叶片吸力面存在大范围的回流，最优工况和大流量工况叶片压力面进口前沿为低速区，进口前靠前盖板侧存在漩涡。开式叶轮间隙中存在的回流导致叶轮中叶片上下两个明显的回流区，与封闭式叶轮相比最优工况点流量和扬程下降，效率下降达18%。为满足PIV测试的要求设计了透明离心泵。二维PIV测试的结果能较好地验证紊流计算的结果，同时也说明，即使在最优工况下叶轮中各叶槽问的流动也有明显的差别。     

明渠测流及量水槽精度的鉴定

水的逐步商品化要求供水计量精度得到保证，特别是大流量的农业灌溉或工业供水尤显重要。大水港灌溉工程高干渠渠首无喉道量水槽的量水精度，采用明渠测流法进行精度鉴定，并在定量定性的基础上，评定量水槽的适用性。     

柴油机渐缩形喷孔喷嘴流动特性研究

利用混合多相流空穴模型,对柴油机渐缩形喷孔喷嘴进行了三维气液两相流数值模拟,分析了喷油压力、喷油背压及针阀运动对其内部空穴分布、湍动能分布、喷孔出口平均流速及流量系数的影响规律,并与圆柱形喷孔喷嘴进行了对比分析。结果表明：对于渐缩形喷孔喷嘴,喷油压力的提高或针阀开启速度的加快,均可增强喷孔内的空化效应,强化喷孔内的液流紊乱,提高喷孔出口平均流速及循环喷油量,这对于燃油喷射及雾化的改善、柴油机性能的提高都是有利的;随着喷油背压的增加,喷嘴的流量系数虽略有提高,但喷孔内的空化效应、液流紊乱及喷孔出口平均流速均逐渐降低;相同喷射条件或针阀升程下,喷嘴内的空化效应弱于圆柱形喷孔喷嘴,喷孔出口平均流速及流量系数高于圆柱形喷孔喷嘴。     

偏置分流叶片离心泵叶轮内部流动数值模拟

对偏置的分流叶片离心泵叶轮内三维不可压湍流场进行数值模拟。计算采用雷诺时均方程和修正的κ-ε湍流模型。应用压强连接的隐式修正法（SIMPLE-C）建立的压力速度校正方程基础上,利用贴体坐标系和交错网格技术进行计算。计算结果首次揭示了不同偏置位置的分流叶片离心泵叶轮内湍流流动的速度分布、压力分布规律,并对增加分流叶片后叶轮内部的流动状况进行了分析和研究。研究结果表明在分流叶片前缘区,压力最低,相对速度增加到一个较高的值,且分流叶片冲刷了尾流,在分流叶片偏向吸力侧时速度分布、压力分布都更加趋于合理。