燃烧室内空气运动三维数值模拟

采用IPIC－CFDⅡ源码，对内燃机不同燃烧室内的空气运动进行了详细地三给数值模拟，着重研究了不同燃烧室结构、燃烧室偏心、涡流比对燃烧室内空气运动、特别是对纵向滚流结构的影响，说明通过数值模拟手段可以完全透视内燃机工作过程的细节，为优化设计提供理论基础。     

四气门汽油机进气道气流运动的三维数值模拟研究

利用三维流体动力学软件对实际四气门汽油机进气道的气流运动进行了气道稳流试验台的三维数值模拟计算.计算结果显示出在气道稳流试验台条件下的三维空气流动的详细状况,并表明在发动机缸内可以形成明显的滚流.气道流动性能评价参数的计算与试验结果比较表明：数值模拟的精度较高,可为发动机气道设计开发提供理论依据.     

内燃机缸内空气运动的三维数值模拟

本文对内燃机进气和压缩过程中的缸内流场进行了三维数值模拟计算,得到了合理的结果.这些结果表明,从多维数值模拟,可以获得较大的信息量,能够较好地反映几何形状的影响.计算中发现,在进气过程后期和压缩过程中,燃烧室内的涡流中心存在着进动现象.由于燃烧室的偏置,挤流和涡流的相互作用将使燃烧室内的涡流呈现非对称结构;反喷或逆挤流主要集中在燃烧室边缘上.     

内燃机缸内湍流运动数值模拟研究

本采用ｋ－ε双方程湍流模型，正交贴体曲线网格，对内燃机气缸内空气湍流运动进行三维数值模拟，采用ＲＥＺＯＮＥ技术解决了进气阀与燃烧室凹坑不同偏置问题，与此同时，对缸内流场进行了ＬＤＶ测量，并将测量结果与计算值进行比较，二吻合良好，从而证明了本所开发的软件和选用的模型是可靠的。     

生物柴油燃烧化学动力学数值模拟

应用零维单区模型对生物柴油在发动机燃烧中的化学动力学过程进行了数值模拟,通过分析生物柴油在内燃机边界条件下燃烧氧化过程的关键基元反应、关键中间产物的生成速率(ROP)以及重要自由基,总结出了生物柴油燃烧氧化的主要反应路径.生物柴油的燃烧过程经历低温放热和高温放热两个阶段;在低温放热阶段生物柴油燃料主要通过脱氢反应进行消耗,在高温阶段则通过直接裂解和脱氢反应进行消耗,OH自由基无论在低温阶段还是在高温阶段对燃料的脱氢都起到了主导作用.     

坦克动力舱内三维空气流动数值模拟

建立了坦克动力舱内三维空气流动数学模型，应用k—ε双方程湍流模型描述湍流流动，冷却风扇局部区域处的空气流动以旋转坐标系控制方程求解；将散热器芯部作为多孔介质处理，采用非结构化网格与网格自适应技术实施区域离散化。数值算例的结果显示，这种数值模拟方法可以用于坦克动力舱内的空气流动分析。     

柴油机进气-压缩过程的三维瞬态数值模拟研究

应用动网格技术,对某柴油机在进气和压缩过程中气道-气门-气缸内的瞬态流场进行了数值模拟。模拟结果表明：在进气过程初期,缸内气流运动是紊乱的;随后,逐渐形成多个小涡流;到进气过程中后期,单一大尺度进气涡流形成并逐步得到发展、稳定和加强。而压缩过程初期,在进气涡流继续保持的同时,压缩涡流形成;到压缩过程后期,挤压涡流出现,气流以螺旋方式从气缸进入燃烧室,同时缸内的滚流逐渐加强。压缩过程中缸内气体的平均湍动能随曲轴转角的增大呈先减小后增大再减小的趋势。压缩上止点附近气缸边缘的湍动能很弱,而气缸中部挤流区域的湍动能则相对很强。水平方向的涡流、轴线方向的滚流以及湍动能的这种分布特性都有利于燃油的雾化以及与空气的混合。     

柴油机TR燃烧系统的数值模拟

为了改善柴油机的油气混合过程,开发了TR燃烧系统。该系统在原机ω型燃烧室的基础上增加壁面导向圆弧,配合锥面4×Φ0．36十垂直中心喷孔1×Φ0．20喷油器。以对TR燃烧系统的可视化研究为依据,应用STAR-CD软件对其喷雾混合过程进行三维数值模拟。结果表明导向圆弧形成的二次射流增加了空气卷吸和油气混合空间。中孔油束与中心凸台碰撞形成的盘状喷注同样也增加了中心处的油气混合;TR燃烧系统具有较少的燃油附壁质量并存在多处大小不同方向各异的漩涡,加速了油气混合。台架试验表明：TR燃烧系统在中低负荷时排放烟度低于0．1 BSU,全负荷时低于0．4 BSU。推迟供油提前角至11℃A时,NO_x排放大幅度降低,浓度为203×10~(-6)～776×10~(-6),烟度在0．3～0．6BSU之间。试验表明TR燃烧系统在降低柴油机排放方面具有较大的潜力和应用前景。     

直喷式柴油机复杂形状燃烧室内空气运动的数值模拟和实验研究

本用ＳＩＭＰＬＥ算法在适体正交曲线坐标网格下对直喷式柴油机复杂形状燃烧室（如方形，四角形等）中的空气运动进行了多维数值模拟计算，并与传统中国柱形燃烧室内流动进行了对比。其中方形燃烧室的结果还与激光多普勒测量结果进行了对比，在试验装置中，为了克服激光束在燃烧室内表面的反射和折射造成困难，作采用了折射率匹配技术－工作介质是一种液体，它的折射率与制成气缸，活塞和燃烧室形状的有机玻璃的折射率完全相同，     

HCCI甲醇发动机燃烧过程三维数值模拟

以AVL-FIRE作为三维瞬态模拟软件,对HCCI甲醇发动机在1500、3000和5000r/min三种工况下燃烧过程进行了数值模拟。结果表明:这三种转速下燃烧过程混合气的速度和浓度分布相似;转速越高,火焰前锋的速度越大,燃烧越迅速,而缸内混合气当量比越小。结果还表明:在排气门开启时刻缸内未燃甲醇的量较高,碳烟的排放量很低,小于1×10-9。计算结果可为HCCI甲醇发动机的燃烧和排放性能改善提供一定的理论依据。     

涡流室式柴油机空气运动的3维数值模拟

通过对标准κ－ε模型作适当修正来模拟气体的湍流运动，建立了涡流室式柴油机的空气运动的３维数值计算模型，开发了大型微机化３维数值模拟程序。首次对吊钟型涡流室式柴油机的流场进行了３维计算，计算结果与ＬＤＶ实验结果具有良好的一致性。画出了涡流室纵截面，横截面和侧截面上的速度矢量图。     

柴油机燃烧室流场三维数值模拟分析

柴油机燃烧室的设计,通常以经验设计为主,要通过实机实验,比较得到较优燃烧室形状,周期长,费用高。本文通过模拟不同形状燃烧室内的三维流场,分析缸内气流运动规律,评述了不同燃烧室形状的优缺点。     

涡轮叶栅三维气热耦合数值模拟

本文借助数值模拟技术,通过气动热分析耦合计算研究了某型航空用涡轮第二级静叶在绝热及实心叶片耦合换热情况下的流道温度场分布,并分析了流场结构,特别是对叶片温度场分布结果进行了分析。通过对三维计算结果的分析表明,耦合计算得到的流场温度场分布更符合实际。耦合与非耦合计算的差别主要体现在温度场的不同上,进而导致了马赫数、压力场、波系及临界流量的不同。因此在气冷涡轮设计中使用多场耦合技术进行数值模拟是非常必要的。     

OSKA燃烧系统喷雾撞壁混合的3维数值模拟

利用喷雾碰撞来形成可燃混合气的ＯＳＫＡ燃烧系统近年来受到了广泛重视。本以Ｎａｂｅｒ等人利用激光阴影摄影法拍摄定容室内喷雾近壁撞凸台壁面的试验为依据，对其模拟的ＯＳＫＡ系统的喷雾混合过程进行了３维数值模拟计算，并与试验结果进行了对比，两比较吻合。在此基础上探讨了ＯＳＫＡ系统中混合气形成的机理，力求找出该燃烧系统具有良好性能的原因。     

超多喷孔喷油嘴流动特性的三维数值模拟

在超多喷孔喷油嘴中,由于存在2排喷孔,各喷孔的布置与协调更加困难.利用AVL-Fire软件对超多喷孔喷油嘴内流体的流动特性进行了模拟计算,在利用定针阀升程条件下的试验结果对模型进行了标定之后,对实际喷油过程进行了计算与分析,根据计算结果对喷孔布置进行了改进,提高了各喷孔喷油均匀性.同时,计算结果也为缸内喷雾和燃烧计算提供了边界条件.     

直喷式柴油机混合气形成和燃烧模型的三维模拟计算方法

为了模拟柴油机瞬态工作状况,新开发了一种可用于CFD的FIRE方法,它可以建立直喷式柴油机的喷油流量、喷雾扩散、燃烧和污染物形成等模型,来模拟柴油机的工作过程.通过分析结果与实际测量数据的比较,证明该模拟计算方法具有很高的精确性.     

深度空气分级条件下炉内氮氧化物生成的数值模拟

借助计算流体力学软件FLUENT,对一台600 MW超超临界墙式布置切圆燃烧锅炉进行数值模拟.详细分析了深度分级条件下,燃料型NO、热力型NO和总NO生成速率在炉内的分布特性,以及燃烧初期NO和HCN生成特性.结果表明,挥发分析出阶段会产生大量的燃料型NO,焦炭在缺氧的气氛下燃烧,促进了焦炭燃烧时释放产生HCN与已经产...     

空气分级燃烧低NOx排放数值模拟研究

由煤燃烧产生的NOx引起的污染受到世界各国的重视.因此研究降低污染物排放成为燃烧研究的重要课题.对某电站锅炉的实际情况,进行了空气分级燃烧降低NOx的数值模拟研究,并和改造后的运行结果进行了比较.结果表明,分级燃烧可有效降低NOx排放,为电站锅炉清洁燃烧提供了依据.     

甲烷/空气预混气体在微通道中催化转化的数值模拟

用详细化学反应机理研究了微型直通道中甲烷／空气预混气体在镀Pt热壁上的催化燃烧问题．联合使用计算流体力学软件FLUENT和可以计算表面催化反应的化学反应动力学软件DETCHEM,对微型直通道中当量比在0．01～10．0范围之间的甲烷/空气预混气体的催化燃烧进行了数值模拟．计算结果表明,在微尺度催化燃烧中当量比和温度对甲烷催化转化率、转化速度有重要的影响．