柴油机非稳态燃烧的循环模拟

在非稳态燃烧过程中 ,发动机的转速、燃油喷射率和负荷在每一循环中均不相同 ,而且循环结束时的条件也不等于循环开始时的条件 ,所以不能用稳态模型研究柴油机的非稳态燃烧过程 文中以燃烧模拟函数为基础建立了柴油机非稳态燃烧的循环模拟模型 ,并开发了相应的计算程序 该程序可用来计算气缸压力、温度、空燃比等参数 试验和计算结果的对比表明 ,该循环模拟程序能较好地预测柴油机非稳态工作时的性能     

用特征时间燃烧模型模拟直喷式柴油机的燃烧

为了更好地模拟直喷式柴油机的喷雾及燃烧过程，对Kiva-3程序的喷雾和燃烧模型进行了改进，引入Kelvin-Helmholtz和Rayleigh-Taylor模型来模拟油滴破碎过程，采用改进的SheU自燃模型来模拟着火过程，为了综合考虑化学动力学和湍流对燃烧的影响，采用层流和湍流多重特征时间尺度燃烧模型来模拟燃烧过程．计算结果表明：在不同工况下计算所得的缸内压力、滞燃期和燃烧放热速率与实验结果吻合良好，着火点位于油束下游当量比略小于1的稀混合气区域；用改进的Kiva-3程序可以较好地研究直喷式柴油机的喷雾和燃烧过程，为进一步利用三维数值模拟计算来指导直喷式柴油机的参数优化奠定了基础。     

连续铸造稳态温度场非物理边界条件的确定

建立了描述连续铸造过程的温度场模型,用外推法得出凝固金属在结晶器出口侧的非物理边界条件模型,使稳态温度场的计算精确高效.利用该温度场模型及非物理边界条件模型计算了Al-Cu合金在半连续铸造过程中的稳态温度场,并以此确定的介观温度场作为液固相变模拟的条件,用多尺度计算技术模拟了Al-10%Cu合金在不同浇注温度时的凝固组织,得到了晶粒形貌和分布合理的微观组织.对ZL201合金的近液相线铸造组织的模拟结果与实验吻合.研究表明:该温度场模型及非物理边界条件模型适于稳态连续铸造过程的模拟,并可为金属凝固组织的多尺度模拟提供正确的温度场数据.     

涡流室式柴油机非稳态燃烧过程的不稳定性分析

运用Ｓ１９５型涡流室式柴油机冷起动过程的实测数据，分析了非稳态燃烧过程的不稳定性；针对３种不同的燃烧型式，进行了放热规律计算和分析。     

涡流室式柴油机非稳态燃烧过程的不稳定性分析

运用Ｓ１９５型涡流室式柴油机冷起动过程的实测数据，分析了非稳态燃烧过程的不稳定性；针对３种不同的燃烧型式，进行了放热规律计算和分析。     

直喷式柴油机二甲醚喷雾燃烧的多维模型研究

使用KIVA程序模拟了小型直喷式柴油机燃用二甲基醚(DME)的喷雾燃烧过程,其中的喷雾模型包括喷嘴空穴流动、射流雾化、液滴破碎和喷雾碰壁等子模型．对燃烧过程,采用了一个简化的化学反应机理和新型的湍流模型——部分搅拌反应器(PaSR)模型,考虑了湍流混合作用对燃烧速率的影响、由计算所得的缸内压力和放热率曲线与试验值符合较好,并分析了缸内瞬态温度场和喷雾粒子轨迹的变化历程．结果表明,柴油机燃用DME时,其燃烧系统需要进行必要的优化．     

微重力条件下气固两相界面耦合燃的数值模拟

在建立气固两相界面耦合燃烧计算模型的基础上，对微重力条件下火焰在固相可燃物表面的蔓延过程进行了三维非稳态数值模拟，考虑气相燃烧过程的同时，对固相可燃材料也用有限差分法研究其内的传热和热解过程，给出体现两相耦合作用的相界面处理方法，还研究了强迫流动对微重力火蔓延的影响，为了分析对比，进行了正常重力条件下的计算，数值模拟得了重力燃烧的一些基本特点，结果令人满意。     

直喷式柴油机燃烧过程的二维数值模拟与研究

建立了模拟必分析直喷式柴油机缸内主要过程的轴对称二维模型，并编制了计算程序，采用亚网格尺度湍流模型，蒸发性液体射流喷雾模型，着火延迟斯模型，燃烧和排放的计算部分平衡流分法。并针对１２１５０ＬＫ柴油机进行了计算，计算结果与实验结果相吻合，得到了比较重要的结论。     

小缸径直喷式柴油机燃烧与NOx排放物仿真

利用FLUENT对柴油机在标定工况下的燃烧过程与NOx排放进行数值模拟研究.通过实验确定多维计算的边界条件,然后利用FLUENT中的燃烧模型定制边界条件、定义物理模型,完成缸内燃烧模拟.模拟结果与实验结果相吻合,标定工况下,误差不超过6 %.研究结果表明,采用柴油机燃烧多维计算模型模拟缸内燃烧过程与NOx排放是一种有效的研究策略,为柴油机燃烧性能的研究提供一种可靠的手段     

微重力条件下气固两相界面耦合燃烧的数值模拟

在建立气固两相界面耦合燃烧计算模型的基础上，对微重力条件下火焰在固相可燃物表面的蔓延过程进行了三维非稳态数值模拟．考虑气相燃烧过程的同时，对固相可燃材料也用有限差分法研究其内部的传热和热解过程，给出了体现两相耦合作用的相界面处理方法．还研究了强迫流动对微重力火蔓延的影响．为了分析对比，进行了正常重力条件下的计算．数值模拟得了微重力燃烧的一些基本特点，结果令人满意．     

用特征时间燃烧模型模拟直喷式柴油机的燃烧

为了更好地模拟直喷式柴油机的喷雾及燃烧过程，对Kiva-3程序的喷雾和燃烧模型进行了改进，引入Kelvin-HelmhoItz和Rayleigh-Taylor模型来模拟油滴破碎过程，采用改进的Shell自燃模型来模拟着火过程，为了综合考虑化学动力学和湍流对燃烧的影响，采用层流和湍流多重特征时间尺度燃烧模型来模拟燃烧     

热油管道非稳态工况传热与流动的耦合计算模型

在进行热油管道工艺计算和运行工况分析时,通常将热力非稳态工况近似按稳态处理,这使得计算结果与实际情况偏差很大,不能客观地反映实际工况。在充分考虑管内油流热力、水力耦合以及管内油流与管外介质耦合的基础上,提出了一个比较完整的非稳态工况传热与流动双层耦合模型。采用双特征线法求解管内油流参数,用有限单元法求解管外土壤温度场,并编制了相应的计算程序。利用该模型和英国ESI公司的管道模拟软件TLNET分别对所建立的几种热油管道非稳态工况进行了模拟计算。结果表明,该模型比较合理,可用于热油管道非稳态工况的计算。     

喷雾油滴粒径对柴油机NOx生成浓度的影响

利用KIVA—Ⅱ程序模拟了柴油机的燃烧过程，计算了缸内燃油蒸发量、燃烧温度和有害物质NOx的生成浓度。计算结果表明，当油滴粒径较小时，缸内温度变化平缓，高温区主要集中在喷油喷附近；在油滴粒径增加的过程中，缸内逐渐出现明显的不均匀燃烧现象，产生了局部高温区，另一方面，局部高温区空气卷入量的不同．从而导致NOx排放量随着油滴粒径的增加而出现先增后减的变化趋势。     

热油管道非稳态工况传热与流动的耦合计算模型

在进行热油管道工艺计算和运行工况分析时，通常将热力非稳态工况近似按稳态处理，这使得计算结果与实际情况偏差很大，不能客观地反映实际工况。在充分考虑管内油流热力、水力耦合以及管内油流与管外介质耦合的基础上，提出了一个比较完整的非稳态工况传热与流动双层耦合模型。采用双特征线法求解管内油流参数，用有限单元法求解管外土壤温度场，并编制了相应的计算程序。利用该模型和英国ESI公司的管道模拟软件TINET分别对所建立的几种热油管道非稳态工况进行了模拟计算。结果表明，该模型比较合理，可用于热油管道非稳态工况的计算。     

基于FEM及KIVA的内燃机耦合部件传热建模

为了更为准确地对内燃机耦合部件三维燃烧过程进行模拟,开发了一种内燃机燃烧室耦合部件三维传热有限元法（FEM）计算程序.建立了内燃机气-固传热模型;通过将该模型应用于KIVA程序,可获取用于有限元计算的燃烧室壁面的三维瞬态燃气温度分布及对流换热系数分布.以汽油机LJ377MV为例,计算了内燃机耦合部件的稳态温度场及瞬态温度场,结果表明：壁面附近瞬态温度边界条件的不均匀性对内燃机耦合部件稳态温度分布及瞬态温度波动有着重要影响.     

非稳态气体射流的发展及碰壁过程计算机模拟

用计算机模拟方法研究了非稳态气体射流的发展及碰壁过程,作为了解柴油机喷雾混气形成过程的辅助手段。计算中应用混合长度湍流模型和“粒子示踪法”,根据文献提供的基础数据,预测了非稳态氦气射流的贯穿度、浓度分布、速度分布及其随时间的变化等。计算结果和实验结果吻合,表明用计算机实验部分地代替物理实验是可能的。     

柴油机湍流燃烧小火焰结构的数值计算

将层流小火焰理论的基本思想应用于柴油机燃烧过程的模拟,以碳十二烷同空气的一步反应为基础,建立柴油机燃烧的Flamelet模型,在模型的实际应用计算中,对碳十二烷燃烧过程中组分浓度和温度的偏微分方程,采用了离散化的数值计算方法,通过对源项的线性化,圆满地处理了强非线性源项的问题,得到了比较合理的计算结果。     

柴油机零维,准维工作过程优化的对比研究

分析了柴油机零维，准维燃烧模型的基本原理和假设，在此基础上为了讨论两种模型的功能和适用范围，对同一柴油机，在同一优化模型、同一优化精度的条件下进行了性能优化计算，分析了两个模型的优化计算结果。发现：零维燃烧模型的计算时间较短，但它无法考虑机喷油系统和燃烧过程的耦合关系，所以只能用于柴油机改型的粗略计算。准维燃烧模型的计算时间较长，但在一般微机所能承受的范围之内，它能够考虑喷油系统与燃烧过程的耦合关     

基于Aspen平台的Oxy-CFB燃烧侧动态特性模拟

以某循环流化床富氧燃烧中试系统为模拟对象,借助Aspen Plus流程模拟软件搭建了Oxy-CFB燃烧系统的稳态模型.在此基础上针对动态过程模拟进行改进,并利用Aspen Dynamics平台建立了该燃烧系统的动态模型,利用试验数据对模拟结果进行了验证.基于动态模型对Oxy-CFB床温以及燃烧排放产物中二氧化碳、氧气、一氧化碳、一氧化氮等进行了仿真研究.研究表明,基于Aspen平台的动态过程模拟为Oxy-CFB锅炉燃烧系统的动态特性分析提供了新的研究手段,模拟所得的床温及烟气各组分随给煤量、一次风量阶跃变化的动态响应规律可为今后Oxy-CFB燃烧系统的控制设计提供重要依据.     

中速大功率柴油机工作过程的模拟

利用AVL BOOST软件,以某12缸中速柴油机为研究对象,建立了柴油机实际工作循环的计算模型.对柴油机的实际工作过程进行了模拟计算.分析了压缩比和米勒正时对柴油机性能参数的影响.结果表明,计算模型是正确的,结果是可靠的.压缩比的增大有利于改善柴油机的燃烧性能和提高柴油机的经济性能.采用米勒循环可以有效降低柴油机NOx...