喷氢时刻对进气道喷氢发动机混合气形成过程的影响

氢气以清洁燃烧的特点成为理想的发动机代用燃料.为研究不同喷氢时刻下氢发动机混合气形成的过程,应用AVL Fire软件建立进气道燃料喷射氢发动机的三维仿真模型.分析缸内外浓度场、速度场的变化规律,从抑制回火等抑制异常燃烧的角度,综合评价混合气的形成状况.并以混合气均匀性系数、有效喷氢率为指标优化了高速、大负荷工况下进气道喷射氢发动机的喷氢时刻.     

氢在内燃机上的应用研究

为降低机动车尾气排放,推动氢内燃机的发展,实现社会经济的可持续发展,研究了氢在内燃机上作为代用燃料应用的理想性和氢内燃机的燃烧特性,指出了目前氢内燃机发展中亟须解决的异常燃烧、NOx排放控制和功率恢复等瓶颈问题.对于这些问题,可在实践中通过软件模拟和试验验证相结合的办法进行探索性解决.     

基于滚流比的某汽油发动机进气道优化设计和研究

为提高发动机燃油经济性,首先通过部分负荷试验,验证了滚流比对燃油经济性的影响;再通过气道稳流试验,验证了所建立的三维稳态计算模型的准确性以及气道评价参数之间的关系.基于计算机液体动力学（CFD）分析影响气道流通特性的几何参数,采用最优拉丁超立方抽样和响应面法（RSM）拟合出发动机进气道的近似模型,应用第二代非劣排序遗传算法（NSGA-Ⅱ）对气道中心线倾斜角和喉口下压角进行优化,通过比较流量系数、滚流比等参数确定优化设计方案.研究结果表明：优化后的进气道模型能够在保证流量系数不变的情况下一定程度上提高滚流比,最终获得了提升气道滚流比的优化设计结果.     

Pt电极上CO2水解析氢反应的研究

摘要：利用循环伏安法,研究了CO2-H20体系在Pt电极上的析氢反应,与单纯析氢反应相比,还原峰电位发生负偏移,还原峰电位为-0．5V．并通过计算,得出在pH=4附近C02扩散系数Dco2 =3.02 Х 10^-10 m^2/s,H＋扩散系数DH＋ =4.93 Х 10^-9 m^2/s,电极表面的反应层厚度μ=√DH＋/（kbc°HCO-3）及H＋的浓度分布函数CH＋=C°H＋[1-exp{-x√kbc°-HCO2/DH＋}].为电流法测定CO2气体浓度的方法提供了基础参考数据．     

钛氢合金改进嵌入原子势能的第一原理计算

用第一原理方法计算了钛氢合金的弹性常数、形成热和电子密度因子,在此基础上计算了钛氢合金的体积模量、统一方程中的结构因子、黏附能和平衡距离等改进嵌入原子势能参数.计算结果符合现有的试验值和其他作者的计算值.并进行了相应的分子动力学计算用以验证所得的参数.模拟了氢原子占据∑7（123-0）晶界附近的八面体间隙中心位置的力学行为.对钛氢合金势能中的其他参数也用相同的分子动力学模拟进行了验证.     

山谷型垃圾填埋场失稳模式离心模型试验研究

利用能够在超重力离心环境下旋转的模型箱,进行了山谷型垃圾填埋场离心模型试验。试验结果表明,在40 g离心加速度的条件下,前坡40°,后坡45°的填埋场在坡肩处变形较大,沿底部界面失稳的可能性较小。当模型箱转动11.6°（对应填埋体前坡51.6°,后坡56.6°,底坡11.6°）,填埋体开始出现整体滑移,随着模型箱的转动角度不断增大,整体滑移呈加速趋势,并伴随有填埋体本身的大变形,其中垂直坡底方向的变形大于平行坡底方向。当模型箱旋转2°后（对应填埋体前坡66°,后坡71°,底坡26°）,破坏模式由整体滑移变为沿填埋体内部滑移破坏。试验再现了垃圾堆体沿衬垫界面失稳过程,为山谷型填埋场衬垫界面参数取值方法提供数据支撑。基于测量数据、分析了垃圾土变形、破坏发展规律,探讨了垃圾土抗剪强度参数取值的主要影响因素。     

基于特征符号表示的网络异常流量检测算法

为了准确检测网络中的流量异常情况,确保网络正常运行,提出基于特征符号表示的网络异常流量检测算法（NAAD-FD）. NAAD-FD算法利用趋势转折点将网络流量数据按照基于趋势特征的符号表示方法进行转化,按照表示结果将原始数据转化为包含7项特征值的子序列,将7项特征值运用到提出的距离计算方法中;结合基于密度的算法,按照时间序列的网络异常流量定义执行异常检测. 通过对算法参数、仿真数据和真实网络流量数据的实验与分析可知,该算法具有较强的鲁棒性,验证了该算法的有效性和稳定性. 该算法通过降维简化表示,显著降低了算法的时间复杂度,有效加速异常检测过程约40%.     

MoS2/硼掺杂石墨烯的电化学析氢和储锂性能

为了研发高效低成本的析氢反应(HER)电催化剂和高性能的电化学储锂电极材料,通过一步水热法制备MoS₂/硼掺杂石墨烯（MoS₂/BG）复合材料. 结果表明,少堆积MoS₂纳米片均匀地分散在硼掺杂石墨烯上,并具有较多的无序结构和扩大的层间距. 作为析氢反应电催化剂,MoS₂/BG复合材料表现出较高的电催化活性和较低的Tafel斜率（46.3 mV/dec）;作为电化学储锂电极材料,MoS₂/BG复合材料表现出优异的电化学储锂性能,可逆比容量为1 205 mA·h/g,并具有稳定的循环性能和显著增强的高倍率特性. MoS₂/BG复合材料电化学性能优异是由于硼掺杂改变石墨烯的电子性质和表面特性,以及无序结构较多的弱堆积MoS₂层均匀地分散在硼掺杂石墨烯表面,增加电催化析氢反应的活性位点和电化学储锂能力,降低电极反应的电子转移阻抗,增强电极反应的动力学性能.     

椭圆截面活性银纳米管表面等离激元受激辐射放大研究

基于有限元方法研究了内核包含活性介质的椭圆截面银纳米管的表面等离激元受激辐射放大（SPASER）特性. 研究发现,在电场偏振方向与椭圆长轴之间的夹角θ为0°时,当银纳米管活性内核的增益系数k增加到0.281 8,将在639.3 nm波长位置处产生表面等离激元（SP）偶极超共振;此时,在银纳米管表面可获得的表面增强拉曼因子可达到约2.56×1018,其足以满足单分子检测的要求. 在θ = 90°时,当k值增加到0.081 7,将在742.3 nm波长位置处发现SP偶极超共振. 此外,当θ = 0°时,银纳米管的SPASER增益阈值将随着银壳层厚度的减小而逐渐减小;当θ = 90°时,银纳米管的SPASER增益阈值将随着银壳层厚度的减小而逐渐增加. 当θ = 45°时,随着内核增益系数变大,将逐渐在两不同的临界波长位置观察到SPASER现象,因而具有较好的双频特性.     

高反照率屋顶对城市热岛及空调能耗的影响

为了研究高反照率屋顶这一城市降温技术对夏季城市热岛效应的缓解作用及对空调制冷负荷的影响,以夏季高温频发的杭州市为例,选取2017年7月22日—28日作为典型高温时段,采用中尺度天气预报模式（WRF）耦合考虑建筑物能量交换的多层城市冠层参数化方案（BEP+BEM）进行数值模拟. 结果表明,反照率为0.85的屋顶使城市区域日均降温0.37 °C,城市热岛强度减小0.21 °C,城市热岛效应得到了一定程度的缓解,空调制冷负荷降低约5.3%;建筑物密集的商业区的降温和节能效果均优于低密度居住区;屋顶反照率与城区2 m气温及空调能耗均线性负相关.     

Thermal efficiency characteristics of hydrogen internal combustion engine

To study the economic advantages of hydrogen internal combustion engine,an experimental study was carried out using a 2.0Lport fuel-injected(PFI)hydrogen internal combustion engine.Influences of fuel-air equivalence ratioΦ,speed,and ignition advance angle on heat efficiency were determined.Test results showed that indicated thermal efficiency(ITE)firstly increased with fuel-air equivalence ratio,achieved the maximum value of 40.4%(Φ=0.3),and then decreased whenΦ was more than 0.3.ITE increased as speed rises.Mechanical efficiency increased as fuel-air equivalence ratio increased,whereas mechanical efficiency decreased as speed increased,with maximum mechanical efficiency reaching 90%.Brake thermal efficiency(BTE)was influenced by ITE and mechanical efficiency,at the maximum value of 35%(Φ=0.5,2 000r/min).The optimal ignition advance angle of each condition resulting in the maximum BTE was also studied.With increasing fuel-air equivalence ratio,the optimal ignition angle became closer to the top dead center(TDC).The test results and the conclusions exhibited a guiding role on hydrogen internal combustion engine optimization.     

A review of engine application and fundamental study on turbulent premixed combustion of hydrogen enriched natural gas

The application and fundamental study on turbulent premixed combustion of hydrogen enriched natural gas is reviewed in this paper.Discussions include the combustion characteristics of direct injection engine fueled with hydrogen enriched natural gas,visualization study of direct injection combustion of hydrogen enriched natural gas using a constant volume vessel,and the fundamental study of turbulent premixed combustion of hydrogen enriched natural gas.The effect of additional hydrogen on the combustion process of natural gas engine is investigated from the fundamental view of the interaction between combustion reaction and turbulent flow.     

进气道喷氢对氢内燃机进气压力波动的影响规律

将一台排量为2.0 L的气道喷射汽油机改装为气道喷射的氢内燃机,通过台架试验研究喷氢时刻对于进气系统压力波动的影响机制,提出利用优化氢气喷射提高氢内燃机空气流量的方法。试验结果表明:氢气喷射会提高歧管压力并增强压力波动;歧管内压力不仅受本缸喷氢影响,还会受其他缸喷氢激励;低速时在下止点至进气门关闭的区间或与之相隔180℃A的区间喷射会有较大的空气流量,高速时仅在下止点至进气门关闭区间可以得到最大空气流量;利用氢气喷射可以获得4.4%(低速)至7.3%(高速)的空气流量提升。       

火花点火天然气发动机混沌燃烧过程分析

为了揭示边界条件对点燃式天然气发动机燃烧系统非线性动力学的影响规律,研究了不同点火正时下电控喷射点燃式天然气发动机燃烧系统的混沌特性.结果表明:在爆震限定范围内,随着点火提前角(spark advanceangle,SAA)的增加,平均指示压力(indicated mean effective pressure,IMEP)增加,循环变动系数(COVIMEP)降低;相空间中吸引子具有扭曲、相互交叉和折叠的复杂几何结构,但它也是一个有限范围内的运动,燃烧系统吸引子内的轨线表现出一定非周期的有序;吸引子的关联维(correlation dimension,CD)为小于2的分数,最大Lyapunov指数为正数,说明天然气发动机燃烧系统表现出明显的混沌特征;当SAA从30°CA增加到45°CA时,IMEP从0.798 MPa增加到0.854MPa,COVIMEP从4.4%降低到1.2%,CD从1.76降低到1.59,最大Lyapunov指数从0.1降低到0.04,因此燃烧系统复杂度及系统对初始条件的敏感性下降.     

改善混氢汽油机怠速经济性的试验研究

为提高汽油机怠速时的经济性,在一台加装了电控氢气喷射系统的四缸汽油机上针对进气混氢体积分数、停缸、稀燃及降低怠速转速对汽油机怠速燃料能量消耗量的影响进行试验研究.试验中,通过停止发动机指定气缸的燃料供给实现停缸运行.结果表明,加大进气混氢体积分数、停缸及降低怠速转速均可有效提高汽油机怠速时的经济性.其中进气混氢结合停缸的方式最利于减少汽油机怠速时的燃料能量消耗量.在2缸停止燃烧、做功且进气混氢体积分数为6.63%的条件下,发动机怠速能量消耗量较原机降低约40.07%.但由于加大混合气过量空气系数后缸内燃料燃烧持续期延长,因此在怠速阶段采用稀燃方式并不能明显降低混氢汽油机的怠速燃料能量消耗量。     

Mechanism and optimization of fuel injection parameters on combustion noise of DI diesel engine

Combustion noise takes large proportion in diesel engine noise and the studies of its influence factors play an important role in noise reduction. Engine noise and cylinder pressure measurement experiments were carried out. And the improved attenuation curves were obtained, by which the engine noise was predicted. The effect of fuel injection parameters in combustion noise was investigated during the combustion process. At last, the method combining single variable optimization and multivariate combination was introduced to online optimize the combustion noise. The results show that injection parameters can affect the cylinder pressure rise rate and heat release rate, and consequently affect the cylinder pressure load and pressure oscillation to influence the combustion noise. Among these parameters, main injection advance angle has the greatest influence on the combustion noise, while the pilot injection interval time takes the second place, and the pilot injection quantity is of minimal impact. After the optimal design of the combustion noise, the average sound pressure level of the engine is distinctly reduced by 1.0 d B(A) generally. Meanwhile, the power, emission and economy performances are ensured.     

Rules of variation in hydrogen during reignition of underground fire zones of spontaneous coal combustion

In light of the possibility of reignition when unsealing the closed fire zones, the occurrence of reignition was simulated by a home-made experimental device, hydrogen variety rule from combustion to unsealing was analyzed, the three-stage generation model of hydrogen during reignition in fire zone was put forward and the probability that hydrogen was taken as an indicator gas was discussed. The results show that: when fire zone is ready to unseal, which is filled with hydrogen at a high concentration, it is more prone to reignite.     

燃烧室形状对甲醇发动机燃烧过程的影响

以甲醇发动机为研究对象,建立了三维数值计算模型,并对模型的有效性进行了验证,在此基础上,对直口、敞口和缩口3种不同形状燃烧室的工作过程进行计算,详细分析了燃烧室形状对缸内速度场分布及湍动能分布,火焰传播过程,燃烧压力、压力升高率、缸内温度及NO排放的影响.结果表明,直口燃烧室的燃烧持续期居中,并有适合的压力升高率,NO...     

内燃机换气损失的定量研究

定义了牛顿理想气流的概念,理论推导出了用于计算实际气体流能量的牛顿理想气流能量方程。基于对LJ491QE1汽油机的试验研究,应用牛顿理想气流能量方程定量计算出该汽油机的换气损失。研究结果表明:自然吸气、进气道喷射式汽油机的小负荷工况,进气损失功率占有效功率的比例较大;大负荷工况,排气损失功率占有效功率的比例较大。本文提出的内燃机换气损失的定量计算理论对于深入研究内燃机的实际循环损失具有重要意义。