气体燃料发动机工作过程的模拟计算(下)

<正> 4 工作过程模拟计算及试验验证依据广义零维燃烧模型,针对不同类型气体燃料发动机的放热规律,本文对德国G.Woschni编写的CIMAC程序作了修改,主要修改计算高压部分的UPHDT子程     

点燃式气体燃料发动机燃烧特性的研究

依据气体燃料混合气形成特点，本文将准维双区模型应用于气体燃料发动机燃烧过程中，并成功对气体燃料发动机进行了模拟计算，模拟计算结果与实测结果吻合良好。模拟计算弥补了实验测试中的不足，可以从更深层次地认识气体燃料燃烧特性和规律。     

火花点火天然气发动机工作过程的数值模拟

近年来,由于能源和环保的要求,火花点火天然气发动机以高效、低污染燃烧的优点正在迅速发展。为了分析和研究这种发动机的运行特性,预测多种参数变化对性能的影响,将零维模型应用于气体燃料发动机燃烧过程中。试验表明,模型的计算值和试验值具有很好的一致性。模拟计算弥补了实验测试中的不足,可以从更深层次地认识气体燃料发动机的运行特性和规律。     

均质压燃发动机燃烧特性的详细反应动力学模拟

应用CHEMKIN化学动力学软件包中的SENKIN模块模拟了正庚烷在HCCI发动机中的燃烧过程。通过修改SENKIN程序，加入了Woschni传热模型，并在正庚烷详细氧化机理中加入氮氧化物的生成机理，将此程序纳入发动机燃烧的零维单区模型。对多种工况参数下的HCCI燃烧和NOx排放进行了系统的计算，并分别讨论了进气温度、进气压力、压缩比、过量空气系数和转速等参数变化对HCCI发动机燃烧过程的影响。     

基于分形理论的柴油引燃天然气发动机燃烧模型

以柴油引燃天然气发动机为研究对象,针对柴油引燃油的扩散燃烧和天然气气体燃料的均质预混燃烧的特点,分别建立了引燃油多区燃烧模型和基于分形理论的预混天然气气体燃料燃烧模型.在试验验证所建模型的基础上,分析了引燃油量、喷油提前角和发动机转速对柴油引燃天然气发动机性能的影响.研究表明,适当增加引燃油量和减小喷油提前角可以降低柴油引燃天然气发动机的最大缸内压力升高率,从而有利于遏制柴油引燃天然气发动机高负荷时的爆震倾向.     

柴油机实时仿真中燃烧模型的建立

通过对柴油机燃烧过程的分析,具体介绍了针对4JB1柴油机建立并用于发动机硬件在环实时仿的燃烧放热模型。出于实时性考虑,采用零维单区燃烧模型,在实时仿真系统中将Wiebe模型和Wat-son模型有机地结合使用,既可方便快捷地获取任意工况下的模型参数,又能保证燃烧放热规律与实际相符。试验证明模型性能良好,为发动机硬件在环实时仿真系统的进一步研究奠定了基础。     

汽油机废气滚流分层技术燃烧放热规律的研究

对于采用废气分层技术的发动机，经常需要进行整机性能和工作过程优化。在优化过程中，一般采用经验的燃烧热力学模型。为了能够利用现有的计算软件或程序，并获得较高的模拟计算精度，对新型的燃烧系统，需要进一步发展更合适的计算模型。针对所研究的废气滚流分层技术，提出了一个燃烧比速率的零维单区双曲线模型。该模型采用了单区模型的思想，且采用两条曲线分别描述新鲜气层和废气层的燃烧速率。试验结果表明，该模型对废气分层技术的燃烧特点，能够做出有效的预测，且没有增加计算工作量。     

微转子发动机的三区准维模型燃烧计算研究

分析了微转子发动机的燃烧特点,在双区准维模型的基础上引入壁面熄火区,提出了三区准维模型.编制了适用于微转子发动机燃烧的计算程序,计算了三区准维模型和双区准维模型下的微转子发动机燃烧过程.通过对计算结果与U. C.Berkeley试验数据比较分析,说明了三区准维模型的合理性.     

双燃料发动机放热率计算和试验分析

提出了一个描述双燃料发动机燃烧特性的多区模型,模型将气体燃料的燃烧和引燃柴油的燃烧分别进行考虑。建立了由实测示功图求解双燃料发动机放热率的微分方程式,开发了计算双燃料发动机燃烧放热规律的软件,并在一台生物质气-柴油双燃料发动机上与传统柴油机放热率计算模型进行了试验验证和对比。研究和试验结果表明,用传统柴油机分析方法计算双燃料发动机的放热率峰值偏大,所计算的缸内工质平均温度偏高,新模型计算的结果与实际情况更吻合。     

液滴蒸发一维数学模型及其在二甲醚喷雾中的应用

描述了液滴蒸发的一维数学模型及其数值求解方法,并且利用该模型首先对单液滴的蒸发过程和定容燃烧室内二甲醚(DME)的喷雾过程分别进行了模拟计算和分析,然后对二甲醚发动机的喷雾燃烧过程进行了数值模拟,并将模拟结果与KIVA程序中原有的Spalding蒸发模型及实验数据进行了对比.结果表明,一维蒸发模型对蒸发过程的描述较Spalding的零维蒸发模型更为真实.     

火花点燃发动机的2维燃烧模型研究

本文介绍了一套２维内燃机流动燃烧模型，采用了蒸发性液体射流喷雾模型和亚网格尺度（ＳＧＳ）湍流模型，燃烧和排放的计算采用部分平衡流方法。编制了可在微机上运行的内燃机工作过程２维模拟计算程序。并对一台层状充量发动机进行了模拟计算。     

基于神经网络的零维预测燃烧模型及建模方法

提出了基于神经网络的零维预测燃烧模型,适用于发动机稳态和动态过程的燃烧计算.以建立高原增压柴油机燃烧模型为例,介绍了基于神经网络的零维预测燃烧模型的建模步骤,主要包括放热率计算、放热率参数化、构建和训练神经网络.介绍了缸压处理和放热率计算方法;以三韦伯函数形式拟合放热率曲线,增加一系列约束解决拟合参数的多解问题;构建并训练了神经网络,完成建模.通过训练误差分析、预测结果与试验数据的对比,对模型的预测精度进行了验证.     

气体燃料燃烧特性分析计算与软件开发及应用

气体燃料是发动机的燃料之一,燃料种类繁多、组分不同,没有统一标准。用于燃气机必定对燃气机各项经济技术指标、结构设计有不同的要求,如何对各种气体燃料燃烧特性进行分析及评价,是燃气机设计首先要解决的问题。本文对各种气体燃料的燃烧特性进行了分析、计算,并开发了计算机分析计算软件,作为燃气机设计时参考。     

自由活塞式发动机NOx排放的数值计算研究

以燃烧反应化学动力学程序SENKIN为基础,建立了预测发动机排放的计算模型,并针对自由活塞式发动机的特点进行了修正,并对修正后的模型进行了实验验证。利用该模型对自由活塞式发动机的排放进行了数值计算。计算结果揭示了该种发动机排放物的生成特点以及发动机转速、混合气燃空比对排放产物的影响规律。     

自由活塞式发动机NO_x排放的数值计算研究

以燃烧反应化学动力学程序 SENKIN为基础 ,建立了预测发动机排放的计算模型 ,并针对自由活塞式发动机的特点进行了修正 ,并对修正后的模型进行了实验验证。利用该模型对自由活塞式发动机的排放进行了数值计算。计算结果揭示了该种发动机排放物的生成特点以及发动机转速、混合气燃空比对排放产物的影响规律     

气体燃料燃烧特性分析计算与软件开发及应用

气体燃料是发动机的燃料之一,燃料种类繁多、组分不同,没有统一标准.用于燃气机必定对燃气机各项经济技术指标、结构设计有不同的要求,如何对各种气体燃料燃烧特性进行分析及评价,是燃气机设计首先要解决的问题.本文对各种气体燃料的燃烧特性进行了分析、计算,并开发了计算机分析计算软件,作为燃气机设计时参考.     

氢发动机工作过程的数值模拟研究

为了分析和研究氢发动机的运行特性，预测多种参数变化对性能的影响，对氢发动的燃烧过程建立零维模型，进行数值模拟。试验表明，模型的计算值和试验值具有良好的一致性，模拟计算弥补了试验测试中的不足，可以从更深层次地认识氢发动机的运行特性和规律。     

气体燃料发动机及其燃料空气混合系统

气体燃料发动机及其燃料空气混合系统【德】Ｓｅｐｐｅｎ等１不同运行方式的气体燃料发动机柴油机应用气体燃料与汽油机应用气体燃料相比，总是受到更多的限制。这里有几个原因。一个主要原因是气体燃料有利于柴油机燃烧过程的特点很少．然而，成功的应用越来越多，且在过...     

AVL BOOST软件在生物质气体发动机性能计算上的应用

AVL BOOST软件是进行发动机循环和进排气系统计算，建立发动机模型的专用程序，一般用于汽油、柴油等液体燃料和天然气、氢等睢组分气体燃料发动机的性能计算。文章将该程序用于多组分低热值生物质燃气发动机，建立数学模型，进行了发动机性能计算，并与试验数据进行对比。结果表明，模拟值与试验值能较好吻合，从而验证了该工作模型的正确性，验证了AVL BOOST软件运用于生物质气体发动机整机和零部件的优化设计的可行性。     

湍流对缸内存在催化燃烧的HCCI发动机燃烧与排放特性的影响

将发动机多维CFD程序KIVA-3V与化学动力学程序CHEMKIN Ⅲ及DETCHEM相耦合,模拟了湍流模型对缸内存在催化燃烧的HCCI发动机燃烧及排放特性的影响.发动机以甲烷为燃料,其表面和空间化学反应采用了详细的动力学机理.分析了两种湍流模型对缸内存在催化燃烧的HCCI发动机着火时刻、缸内温度场及HC、CO、NO浓度场的影响,结果表明当采用RNG k-ε模型时,与采用标准k-ε模型相比,HCCI发动机着火时刻会有所延迟,HC、CO排放有所升高,但Nox的排放将会有大幅降低.