模型燃气轮机燃烧室三维反应流数值模拟

对一种模型燃气轮机燃烧室中的三维反应流进行了数值模拟。模型燃烧室的燃料是CH4，燃烧类型是预混燃烧。在数值模拟过程中，湍流场的计算采用了κ-ε双方程湍流模型；燃烧模型采用EBU漩涡破碎模型；在计算化学反应时采用了简单化学反应系统假设。另外在数值模拟过程中考虑了辐射问题，具体采用六通量辐射模型。通过数值模拟给出了速度、压力、温度、焓值、燃料分布、含氧量、燃烧产物、燃料空气混合比、湍流粘性系数、湍流耗散动能、以及空间3个方向的辐射热通量等变量的分布情况。对计算结果进行了分析，由分析可以验证数值模拟结果的准确性。并对模型燃烧室进行三维反应流数值模拟的工作为今后对实际燃烧室反应流的数值模拟打下了一定的基础。     

等离子体弧流数值模拟的研究进展

等离子体弧流的数值模拟研究对其在工业中的应用有重要的意义。详细阐述了等离子体弧流数值模拟研究的发展过程,主要包括自由等离子体弧流和约束等离子体弧流2方面的研究进展,对应用ANSYS等数值分析软件建立等离子体弧流数学模型求解流体的温度场和速度场的方法进行了描述,综合考虑等离子体弧流的流动状态和三维约束等离子体弧流的数值模拟可能是未来的重要研究方向。     

甲烷等离子体交联作用对聚丙烯表面阻燃效果的探讨

等离子体技术被用于聚合物的表面改性，并赋予了阻燃性能． 通过采用燃烧速率表征手段，详细研究了甲烷等离子体对聚丙烯薄膜燃烧性能的影响，结果表明炭层交联作用的存在有利于聚合物薄膜阻燃性能的提高     

甲烷等离子体交联作用对聚丙烯表面阻燃效果的探讨

等离子体技术被用于聚合物的表面改性，并赋予了阻燃性能。通过采用燃烧速率表征手段，详细研究了甲烷等离子体对聚丙烯薄膜燃烧性能的影响，结果表明炭层交联作用的存在有利于聚合物薄膜阻燃性能的提高。     

链条炉排锅炉燃烧系统动态自寻优控制

以热量信号为寻优的目标函数，并考虑了燃烧通道的惯性和纯滞后过程，使锅炉趋于最佳燃烧状态，采用动态自寻优控制方法对燃烧系统的给煤，送风，引风等工况参数进行调节控制不需利用氧化锆变送器烟气中的含氧量，避免了这一测量过程带来的问题，从而使锅炉的热效率和燃烧稳定性有明显提高。     

等离子体振子天线输入阻抗的数值模拟

对使用等离子体代替金属用来构成最基本的天线振子的可行性进行了分析,参照传统金属天线积分方程的求解方法,代入等离子体特征参数对等离子体柱天线的输入阻抗进行了模拟,并分析了等离子体参数变化时对应输入阻抗的变化规律．数值模拟及XFDTD软件仿真的结果表明：等离子体天线阻抗会随着等离子体密度,碰撞频率等参数的变化而改变．利用该特性可建造动态配置的天线．     

激光致空气电离的离子引出研究

原子法激光分离同位素(AVLIS)离子引出特性的研究是十分重要的.实验发现，采用YAG激光器四倍频脉冲激光与真空室内平行极板间的空气相互作用，可以电离空气，产生等离子体.在平行板电极施加高压，可以使空气等离子体中的离子引出，最终被负极板收集.通过分析所采集收集的离子引出信号，得到了离子引出的规律.采用数值计算的方法对氮分子的离子引出信号进行模拟，通过与实验得到的离子引出信号进行比较，发现数值计算结果与实验结果能很好地吻合，从而证明可以用数值计算的方法进行简单的离子引出信号分析.进一步分析得到了不同条件下的空气中离子引出信号规律，总结出提高离子效率的方法.并讨论了离子引出时间与极板间电压、等离子体宽度、等离子体密度的关系.     

四墙切圆煤粉炉内燃烧过程数值模拟研究

以一台四墙切圆煤粉炉试验模型为研究对象，对炉膛内煤粉的流动及燃烧进行了数值模拟．对煤粉燃烧的挥发分析出分别采用单步反应模型和两步竞争反应模型，对焦炭异相燃烧分别采用扩散燃烧模型和扩散／动力燃烧模型．将这四个模型两两组合得到的计算结果与试验测得数据进行了比较分析，最终确定挥发分析出采用两步竞争反应速率模型、焦炭异相燃烧采用扩散／动力燃烧模型较适合于描述四墙切圆煤粉燃烧室内的燃烧过程．     

火灾流场中湍流、燃烧和浮力的相互作用

对国际标准化组织（ISO）1997年发布的火灾试验房间尺寸和火灾释热速率进行了数值研究，主要针对火位源于房间中间和里侧一个角落两种情况进行了数值模拟，在数值模拟中，燃烧反应被看成在一个大容积内进行，而不是仅在薄层的反应区，在大容积燃烧中，燃烧属于层流还是湍流取决于燃烧和空气在该位置的比例，火灾流场中浮力作用下的预混，半邓混和非预混燃烧是采用EDC模拟和κ-ε双方程湍流模型，最后通过对数值模拟结果的分析，讨论了火灾流场中湍流，燃烧和浮力的相互作用，该项工作对大尺度标准试验有实际应用价值。     

电磁波在等离子体同轴波导中的传播特性研究

本文研究了电磁波在均匀非磁化等离子体填充的同轴线波导中的传播特性,主要考虑衰减常数与等离子体同轴波导各参数的关系。应用博格尼斯位函数法并结合等离子体特性得到了电磁波传播过程中的衰减常数与相位常数。并对几种特殊情况进行数值分析,计算出衰减常数随等离子体波导各参量的变化曲线。     

船用直喷式柴油机燃油蒸发、燃烧模型

为了更好地预测船用柴油机的性能，改进了包括燃油蒸发和燃烧过程的准维多区燃烧模型，该模型采用数值模拟计算方法，考虑了缸内工质的对流辐射换热，用正十六烷和α－甲基萘按适当比例混合来模拟燃油，在空气卷吸计算中考虑了燃油碰壁和着火对空气卷吸的影响，经实验验证，本模型理论计算与实测结果吻合良好，表明本模型对柴油机工作过程的模拟是正确的，应用本模型可以方便地预测发动机的性能。     

长脉冲激光诱导单晶硅产生等离子体特性

针对毫秒脉冲激光诱导单晶硅产生等离子体演化规律,利用光学阴影成像法研究单晶硅燃烧波膨胀过程,分析不同时刻等离子体状态,采用双端口光谱仪分析等离子体光谱,计算等离子体的主要特征参数.结果表明:随着激光能量密度的增加,燃烧波膨胀距离和膨胀速度增大,径向膨胀速度小于轴向膨胀速度;等离子体主要在单晶硅表面附近加速最大;等离子体膨胀时,观察到长脉冲特有的喷溅现象;激光能量密度在337.0～659.7 J/cm~2之间时,电子温度量级为10~4K,等离子体电子温度、电子密度随激光能量密度增加而增加.     

燃气轮机燃烧室燃烧气体燃料的数值模拟

采用数值模拟方法对燃气轮机环形燃烧室燃烧天然气、中低热值燃料进行燃烧性能的数值分析。根据该燃机的结构特点建立了包括扩压器、机匣等部件计算几何模型;计算中采用SIM-PLE算法,可实现k-ε双方程湍流模型,六通量辐射模型、非绝热概率密度函数(PDF)燃烧模型及热力型NO模型对其进行燃烧数值模拟,分析了燃气轮机环形燃烧室燃烧3种燃料性能。计算结果表明:该燃机燃烧天然气、中热值燃料燃烧性能均能达到设计状态,而燃烧低热值燃料燃烧室出口温度较低,表明燃烧过程的数值模拟可为进一步优化燃烧室的结构,改善流场结构提供有用的设计依据,适合于工程应用。     

W火焰锅炉炉膛动态数学模型

根据模块化建摸理论，建立了W火焰锅妒炉膛动态数学模型，模型建立中考虑了烟气储质和储能的影响。对碳的反应速度计算式进行了修正，考虑了炉膛压力对反应速度的影响。仿真试验表明，模型正确反映了W火焰锅炉的燃烧特点，动态特性符合对象的过程机理。     

长脉冲激光诱导单晶硅产生等离子体特性

针对毫秒脉冲激光诱导单晶硅产生等离子体演化规律,利用光学阴影成像法研究单晶硅燃烧波膨胀过程,分析不同时刻等离子体状态,采用双端口光谱仪分析等离子体光谱,计算等离子体的主要特征参数.结果表明:随着激光能量密度的增加,燃烧波膨胀距离和膨胀速度增大,径向膨胀速度小于轴向膨胀速度;等离子体主要在单晶硅表面附近加速最大;等离子体膨胀时,观察到长脉冲特有的喷溅现象;激光能量密度在337.0~659.7 J/cm²之间时,电子温度量级为10⁴ K,等离子体电子温度、电子密度随激光能量密度增加而增加.     

三维等离子体射流中空气的卷吸和粒子的氧化

为了研究等离子体射流中空气的卷吸和由此引起的金属粒子的氧化，建立了等离子体喷涂的三维计算机模型LAVA-P-3D.喷涂系统采用氩 氢混合气的直流电等离子体，粒子材料是钼.三维模型通过求解等离子射流的N-S方程得出混合气体的温度、速度和氧气浓度等的分布，其中考虑了粒子与等离子射流的相互作用.粒子的模拟采取了轨迹追踪法，研究了粒子的加速、传热、熔化和氧化等物理现象.等离子体射流的模拟结果与实验结果相吻合，并且用数值模拟研究了不同大小粒子的温度、速度、和氧的质量分数.研究结果表明，粒子越大，温度、速度和氧质量分数越小；粒子的氧化量随飞行距离的增长而线性增加.     

液相对流运动对中等尺度池火燃烧速率的影响

为分析液相对流运动对中等尺度池火燃烧速率的影响,对池火的液相区域进行研究。采用基于气液双向耦合的三维数值模型对池火进行预测,使用大涡模拟方法求解气相区域;通过直接数值模拟求解液相流动,同时考虑浮力效应和马兰戈尼效应;使用共轭传热方法及蒸发模型求解气液两相间的传热传质。用不同燃油池直径、燃油厚度以及燃油种类的池火实验对模型进行验证。研究结果表明：提出的模型能够准确预测中等尺度池火的燃烧速率,预测误差低于3%;在池火发展阶段,忽略马兰戈尼效应和浮力效应导致液相最大流速下降34.3%,液面温差增大70.1%,燃烧速率预测误差增加11.2%;在池火稳定燃烧阶段,浮力效应及马兰戈尼效应对瞬时燃烧速率的影响较小;随着油池直径的增加和深度的降低,浮力效应对燃烧速率的影响逐渐降低;考虑薄层油池液面的下降过程因素能够降低19.2%的燃烧速率预测误差。数值模拟中,考虑液相对流运动及液面下降过程有助于提高中等尺度池火燃烧速率的预测精度。     

富氧燃气发生器三维燃烧流场的数值模拟

以闲式循环高压补燃液氧／煤油液体火箭发动机的燃气发生器为研究对象，采用了SIMPLEC方法和非结构性网格技术对其燃烧室进行了三维燃烧流场的稳态数值模拟，其中湍流采用RNG κ-ε模型，喷雾模型考虑液滴的升温、蒸发、沸腾等过程，两相流采用拉格朗日随机轨道模型，化学反应模型采用有限反应速率模型与漩涡耗散模型的混合模型。数值计算得到的燃气温度场与试验测试数据进行比较，基本相符。利用计算结果对发生器的结构设计进行了讨论，证明了这类燃气发生器采用液氧二次喷注及结构上设置绕流环是必要的。数值模拟为工程研制提供了理论依据。     

等离子体射流助燃下支板凹腔燃烧室的燃烧特性

等离子体射流作为一种有效的点火助燃方式在超声速燃烧室中得到了广泛的应用,但是目前大都是与传统的壁面燃料喷注方式相结合,而与中心燃料喷注方式的结合较少.为了扩大燃烧范围,本文将等离子体射流引入了带有交替尾缘结构的支板-凹腔燃烧室中.通过三维数值计算,研究了超声速气流中支板燃料喷注总压、凹腔燃料喷注总压、等离子体射流喷注总...     

分解炉内不同煤质煤粉燃烧的数值模拟

针对一实际尺寸的分解炉建立数学模型，采用简化的PDF反应模型对3种不同煤质煤粉在分解炉内的燃烧过程进行了数值模拟。数值计算结果直观地展现了煤粉在炉内运动过程中的颗粒轨迹、挥发份释放速率、焦炭燃烧速率的详细情况，并对不同煤质煤粉进行了对比研究，为论依进一步研究分解炉内煤粉燃烧和碳酸钙分解的耦合作用提供了参考，为分析煤质与分解炉结构的适应性问题提供了理据。