乙醇汽油沉积物生成与喷雾特性试验研究

为研究乙醇汽油在缸内直喷汽油机中的积碳生成问题及喷雾特性,选取5孔直喷喷嘴为研究对象,通过试验模拟缸内积碳生成环境,制备得到积碳喷油器。基于高速摄像技术和定容弹,对未积碳喷油器和积碳喷油器进行喷雾试验,得到5孔直喷喷嘴的喷雾图像,利用MATLAB程序对喷雾图像进行可视化处理。针对喷雾中可能出现的闪急沸腾现象,研究燃料温度与背景压力对乙醇汽油喷雾闪沸的影响,结果表明:乙醇汽油的使用会加重直喷喷嘴的积碳问题,导致喷嘴的喷油量减小,雾化质量恶化。     

相同氧含量醇类混合燃料燃烧和排放特性差异研究

对一台4缸发动机燃用相同氧浓度的不同醇类混合燃料进行了试验研究,以对比不同三元燃料柴油机在相同转速不同负荷情况下的燃烧特性和常规排放的差异。试验结果表明:甲醇混合燃料在醇类混合燃料中获得最高的燃烧压力,而丁醇混合燃料的热释放率最高。与普通柴油相比,戊醇混合燃料在不同混合物中具有相对最佳的CO和未燃碳氢排放,甲醇混合燃料可获得最优的氮氧化物排放;乙醇混合燃料减小颗粒物效果明显,最大可以减少22.4%～55.6%的颗粒物数量浓度和3.4%～12.8%的颗粒物粒径,其中乙醇混合燃料的核态颗粒物和聚集态颗粒物排放量也最低,戊醇混合燃料达到最高(除高负荷外)。     

三维模拟计算中的前后处理方法研究

为了提高商用三维模拟计算软件STAR-CD的求解精度和稳定性,自创了CMC-O-grid(cylinder mesh centering-O-grid template)模板,采用此模板切割燃烧室几何生成的网格,在油束通过区域消除了耦合面并能保证良好的网格质量,使得求解稳定性提高,节省了计算时长.采用喷油锥截面和纵截面图相结合的方式展示微观场,以最少的截图展示了更多的信息,具有较高的性价比.为了克服传统后处理分析基本采用微观场图像展示进行定性分析的局限,总结出了一套针对关键单元格集合进行统计的后处理方法,"量"化了微观参数.模拟结果表明了该统计方法有助于揭示微观机理.     

纳米流体中纳米颗粒微运动的分子动力学模拟

建立了以水分子为基础液、以铜纳米颗粒为悬浮粒子的纳米流体模型,利用分子动力学模拟方法对纳米颗粒的微运动行为进行分析。研究发现纳米颗粒在基础液中具有高速的随机旋转与平移运动,旋转运动的角速度为1×10⁹~1×10¹⁰ rad·s^-1,平移运动的速度为1~10 m·s^-1。纳米流体速度分布与温度分布主要区别于单相基础液的位置在近壁面附近,纳米流体无论是速度梯度还是温度梯度均比单相流体的情况大,其主要原因是纳米颗粒在基础液中的随机运动,而改变的流体速度特性又会进一步影响传热过程。     

基于后喷策略的柴油机时序分区燃烧模拟

前期研究发现可以把后喷理解为一种时间顺序意义上的分区燃烧.为深入理解认识这种分区燃烧,采用STAR-CD对高压共轨柴油机进行了改变主后喷间隔的燃烧模拟.结果表明,滚流利用主、后喷的间歇期引导氧气补充到喷油锥角区域内形成富氧区,而后,后喷喷出,从而实现了分区燃烧,后喷燃油燃烧较好,碳烟排放显著下降;要组织最佳的分区燃烧就是要在保证补充氧气足够多的前提下,找到一个尽可能小的主后喷间隔.     

子午线轮胎扁平率与接地特性的关系

以205/55 R16子午线轮胎为研究对象,改变轮胎横截面的宽度,分别建立扁平率为45%,50%,55%,60%和65%的轮胎有限元模型,利用Abaqus软件对不同垂向负荷和充气压力下5种扁平率轮胎进行静态接地特性（接地印痕和法向接触应力）分析。仿真结果表明：随着扁平率的增大,沿轮胎轴向的接地印痕宽度减小,沿轮胎滚动方向的接地印痕长度在扁平率为60%或65%时最大;扁平率对轮胎接地印痕面积的影响较大,扁平率越大,轮胎的法向接触应力分布越不均匀,翘曲现象越明显;相同扁平率的轮胎,垂向负荷越大,胎肩处的法向接触应力越大,而充气压力越大,胎面中部的法向接触应力越大。