火花点火天然气发动机燃烧过程CFD研究

为了研究点燃式天然气发动机燃烧系统的燃烧过程和缸内气体运动规律．应用CFD软件对一台点燃式天然气发动机的燃烧过程进行了多维模拟计算。通过计算得到了发动机缸内气体的流场、温度场及火焰传播等计算信息,并分析研究了压缩及燃烧过程中缸内气体的流动规律及温度分布规律以及湍动能对火焰传播的影响．为燃烧室的设计及燃烧过程性能优化提供了理论性指导。     

预混点燃式天然气发动机燃烧过程CFD研究(一)

采用AVL三维CFD软件FIRE对一台预混点燃式天然气发动机的燃烧过程进行了CFD研究。通过模拟仿真得到了发动机缸内气体的压力场、流场、温度场及湍动能等信息,并详细分析了压缩及燃烧过程气体的流动、温度的分布以及湍动能对火焰传播的影响。在此基础上对点火提前角、燃空当量比对燃烧过程的影响进行了模拟研究,为该天然气发动机燃烧过程的设计优化提供了理论性指导。     

预混点燃式天然气发动机燃烧过程CFD研究(二)

采用AVL三维CFD软件FIRE对一台预混点燃式天然气发动机的燃烧过程进行了CFD研究。通过模拟仿真得到了发动机缸内气体的压力场、流场、温度场及湍动能等信息,并详细分析了压缩及燃烧过程气体的流动、温度的分布以及湍动能对火焰传播的影响。在此基础上对点火提前角、燃空当量比对燃烧过程的影响进行了模拟研究,为该天然气发动机燃烧过程的设计优化提供了理论性指导。     

滚流和挤气对汽油机燃烧和性能影响

采用CFD技术和台架试验手段研究了燃烧室挤气形状及进气滚流对汽油机燃烧特性和性能的影响.结合一台4气门屋脊顶燃烧室结构气道喷射发动机,分别对倾斜挤气/平顶挤气燃烧室、高滚流/低滚流气道组合而成的4种燃烧系统进行了研究.CFD分析表明,低滚流气道与倾斜挤气燃烧室配合,可在压缩冲程上止点附近形成反向挤流并转化为湍动能,这对...     

四气门天然气发动机缸内瞬态流场数值模拟

采用K-ε双方程模型对四气门天然气发动机进气道及缸内的瞬态流场进行数值模拟,模拟了发动机进气、压缩及燃烧过程。结果表明：四气门发动机缸内涡流由外向内形成;缸内平均湍动能强度在进气冲程中总体呈先增大后减小的趋势,压缩冲程中耗散作用使湍动能降低,但挤流作用使气缸中部的湍动能升高;进气过程中存在流动分层,为改善小负荷时发动机性能,天然气应尽可能在进气冲程中、后期进入气缸;缸内涡流中心的位置和气流速度梯度对火焰径向传播的均匀性有很大影响。     

天然气发动机燃烧室对性能的影响及优化

采用AVL Fire软件开展了天然气发动机燃烧室的优化设计,通过对燃烧室型线的敏感性分析,获得了两个燃烧室优化设计方案.对放热率、湍动能及速度场分析后发现:缩小碗口直径有利于增强燃烧室内气体的滚流与涡流运动,从而提升湍动能与气体运动速度,加快燃烧放热过程;然而燃烧室优化方案I中小凸台的存在增加了进气能量的耗散,点火时刻湍动能较低,使其火焰发展期并没有缩短,不过快速燃烧期在挤流运动的作用下得以加快.开展的发动机台架试验结果表明:燃烧室优化方案Ⅱ实现了有效燃气消耗率下降2.9%以及分管排温平均降低18.3,℃的改善效果.通过优化标定,燃烧室优化方案Ⅱ在达到相同氮氧排放的情况下,有效燃气消耗率较原燃烧室方案改善了1.5%.     

生物质气微型燃气轮机燃烧室的数值模拟

将生物质气应用在为天然气设计的微型燃气轮机中时,由于其热值较低以及可燃成份的不同,会给燃烧室的温度场、速度场以及燃烧特性造成影响.对30 kW级微型燃气轮机的燃烧室进行了初步的设计,并在此基础上采用Fluent软件对燃烧室燃烧甲烷气和生物质气进行了数值模拟比较,探讨了燃烧生物质气对燃烧室内部流动、温度分布和NOx排放造成的影响及其原因,为今后生物质气微型燃气轮机燃烧室的设计应用提供了数据.     

燃烧室几何形状对某高功率密度柴油机燃烧特性的研究

针对某高功率密度柴油机的燃烧过程进行了仿真计算,设计了三种燃烧室方案进行对比,研究了燃烧室深度和缩口直径对温度、放热率,排放、湍动能以及微观速度场的影响规律。对比结果表明,燃烧室几何形状影响缸内气流分布,A型在缩口处容易产生热负荷,排放高,C型缩口较小,缸内气流运动较弱,放热速率小,Soot排放较高,确定了型为NOB合理的燃烧室形状,为高功率密度柴油机的优化设计提供了参考。     

基于缸内流动的甲醇发动机燃烧室选型

结合某甲醇发动机开发,应用CFD仿真分析技术,得到了不同燃烧室形状对缸内流动的影响。结果表明,方案2的燃烧室效果最好。与原燃烧室相比,在点火时刻火花塞附近气流速度低,湍动能大,有利于火核形成及火焰传播;良好的缸内气流运动,有利于油气混合,改善燃烧。     

柴油机燃烧室形状对混合气形成的影响

利用计量流体力学(CFD)模拟软件FIRE对不同形状燃烧室的柴油机的缸内喷雾与燃烧过程进行了模拟分析。通过对缸内流场、燃油浓度场、温度场分布的对比,分析不同燃烧室对混合气形成的影响。结果表明,缩口燃烧室缸内流场强度最大,混合气均匀,燃烧充分,微粒生成最少。     

对置活塞发动机侧置燃烧室性能仿真研究

为解决使用中心浅坑燃烧室的对置活塞发动机燃油湿壁、挤流强度低、燃烧室中心混合气过浓等问题,提出对置活塞发动机侧置燃烧室方案,对侧置ω燃烧室和侧置侧卷流燃烧室性能进行研究.使用侧置燃烧室时气口开闭相位的改变会导致发动机指示功率降低,采用GT-Power建立发动机性能仿真模型,通过改变气口参数解决了由于换气过程差异导致的侧...     

直喷式柴油机燃烧室几何形状对排放影响的多维数值模拟研究

在保证压缩比相同的情况下,设计了3种不同形状的燃烧室。运用AVL公司开发的FIRE软件,对3种不同形状燃烧室进行了三维数值模拟,分析了上止点附近气缸内的气体流动情况,并对3种燃烧室内的排放情况及影响排放的主要因素进行了比较分析,得出:径深比过小,即燃烧室过深,不利于空气与油气的良好混合,易造成局部油气过浓,从而局部缺氧,产生较多碳烟;径深比过大时,油气雾化好、燃烧早、温度上升快,NOx生成量增加。最后,通过模拟计算与试验研究相结合,验证了模型并选取了最优形状的燃烧室。     

双燃料内燃机引燃油混合气形成与燃烧过程模型研究

对于双燃料发动机，引燃油蒸发、混合与燃烧是在天然气与空气混合物为介质的情况下，通过采用离散液滴模型，模拟了引燃油的蒸发与混合过程；采用经过修正的Shell模型，对引燃油的着火过程进行了数值模拟；以阿伦纽斯公式为基础，综合湍流对化学动力学的影响，提出了一个新的燃烧模型．经过模拟计算与实验对比，验证了该数值模型的模拟效果．     

液体火箭发动机燃烧稳定性CFD分析

应用CFD方法对液体火箭发动机中的高频燃烧不稳定性进行了分析研究,建立了液体火箭发动机不稳定燃烧数值模拟的综合模型和控制方程,比较了PISO和MacCormack两种算法,得出了两种算法均能成功应用于不稳定燃烧分析的结论。阐述了ACLRECI系列程序。应用该程序对YF－860液氢液氧发动机和NAL液氧／甲烷发动机的稳定性进行了数值模拟,得出了该发动机的燃烧稳定性极限图。数值计算结果与试车数据一致。     

燃烧室型线对燃烧过程影响的计算分析研究

采用STAR-CD软件对某型高速大功率柴油机的燃烧过程进行了计算分析研究,考虑了缩口、直口、扩口三种燃烧室型线。为了提高计算精度,在计算分析工作前,先利用试验数据进行计算模型系数的标定。最后对计算结果进行了深入的分析,总结了柴油机燃烧室型线对燃烧过程影响的规律。     

变通道涡流室式燃烧室燃烧特性的研究

作者研制的变通道涡流室式燃烧室，是一种兼有开式燃烧室热效率高与分开式燃烧室噪声、烟度、ＣＯ排放皆低等优异性能的新型流室式燃烧室，为了探求其性能的成因，本文建立了计算分开式燃烧室热率的零维模型，应用作者提出的计算涡流室式及变通道涡流室式两种室连接道流量系数的零模型，应作者提出的计算涡流室式及变通道涡流室式两种放热率，据此，分析了两者在放热，噪声与排放特性方面的差异，研究结果表明，对于变通道涡流室式燃     

过量空气系数对CNG发动机燃烧过程及排放的影响

为了更好地研究小排量CNG单燃料发动机工作时过量空气系数λ对发动机性能的影响，运用AVL—FIRE软件对不同λ下的发动机燃烧过程进行模拟，分析了λ对燃烧过程以及排放情况的影响，得到了在特定工况下合适的λ值。     

喷孔参数对高压共轨船用柴油机燃烧与排放影响的仿真研究

为研究喷孔参数对高压共轨船用柴油机燃烧与排放的影响,应用三维CFD软件对采用3种不同喷孔方案的某船用柴油机燃烧流场和排放进行了数值计算,计算的缸内示功图与实测结果基本吻合.模拟得到了不同喷孔方案下的燃油液滴分布、流场分布、缸内燃烧温度和压力分布,以及NOx和Soot质量分数分布等,同时还得到了油耗与指示功率.对比分析表明:喷孔直径和数目影响燃油雾化和蒸发,影响油气混合质量,进而影响NOx与Soot的排放.通过综合考虑动力性、经济性和环保性,选择喷孔孔数为8、喷孔直径为0.37 mm的喷孔方案为最优方案.     

催化燃烧对HCCI发动机着火点、燃烧性能及排放的影响

对甲烷在催化剂铑(Rh)表面的反应机理进行了分析。通过修改CHEMKIN软件包中的SENKIN模块,对活塞顶涂有催化剂的HCCI发动机的燃烧过程进行了数值计算,建立了单区、多区模型。利用单区模型分析了催化燃烧对HCCI发动机着火时刻的影响,结果表明在控制HCCI发动机着火时刻方面催化燃烧有其他方式所没有的优势;利用多区模型分析了催化燃烧对HCCI发动机的燃烧性能及HC、CO、NOx排放的影响,结果表明催化燃烧对燃烧效率、着火持续期有较大的影响,同时能降低HC、CO的排放,但会提高NOx的排放。     

掺氢比对天然气发动机燃烧放热影响的研究

为分析掺氢燃烧对天然气发动机的影响,给出3种不同的计算燃烧质量比曲线的R-W方法,由 Wiebe 函数模拟燃烧过程.采用这3种方法根据模拟压力计算出的燃烧质量比曲线和输入的 Wiebe 曲线相比,选取精度最高的方法对不同掺氢比的天然气发动机燃烧放热过程进行分析.研究结果表明:RW-3方法精度最高,随着掺氢比的增加,燃烧速度加快,燃烧过程明显缩短.