涡流室式柴油机燃油蒸发过程的三维数值模拟

建立了高温高压条件下的油滴蒸发模型,并在不同的工质压力和温度下对模型进行了验证,模型计算结果和实验结果吻合良好。将此油滴蒸发模型和油膜蒸发模型相结合,应用到涡流室式柴油机的燃油蒸发过程中,通过三维数值模拟计算,研究了燃油蒸发过程中燃料蒸气浓度和工质温度场的变化历程以及燃油蒸发对涡流室平均温度和平均压力的影响。     

涡流室式柴油机相关火焰微元燃烧模型的三维数值模拟

把涡流室式柴油机不同区域与不同时期的燃烧过程分开处理,将涡流室的燃烧过程划分为３个阶段,即：低温着火化学动力学反应阶段、高温预混燃烧化学动力学反应阶段和相关火焰微元的扩散燃烧阶段,而认为主燃烧室的燃烧只有相关火焰微元的扩散燃烧阶段。用Ｓｈｅｌ着火模型、Ａｒｒｈｅｎｉｕｓ方程和相关火焰微元模型来分别模拟低温着火、高温预混燃烧和扩散燃烧过程。开发了三维数值模拟计算程序并对其进行计算,研究了涡流室中瞬态温度场的变化过程。模型预测的示功图和涡流室中的燃烧放热率与试验值吻合良好。     

涡流室式柴油机油滴破碎和喷雾碰壁的三维数值模拟

根据不稳定性理论,将燃烧室中油滴破碎过程分为ＫＨ不稳定破碎和ＲＴ不稳定破碎;根据Ｗｅｂｅｒ数将喷雾碰壁过程分为粘附、反弹粘附和飞溅附壁射流３ 种模式,建立了油滴破碎和喷雾碰壁的数学模型。根据油滴破碎模型计算所得的喷雾贯穿距离和ＳＭＤ值同试验结果相一致,喷雾碰壁模型计算所得的油滴位置图形与高速摄影结果相一致。将已被试验验证后的模型应用于涡流室式柴油机中, 计算了涡流室内喷雾的发展过程,计算结果与高速摄影结果吻合良好。     

进气涡流和喷油系统参数对大功率柴油机混合气形成的影响研究

通过对大功率柴油机的油气混合及燃烧过程进行三维数值模拟,定量研究了进气系统和喷油系统的参数对混合气形成的影响。结果表明：进气涡流通过加速空气掺和到喷注中的过程,增强空气与油滴的相对运动,加速空气向油滴的传热等促进燃油与空气的混合;喷孔数通过影响燃油的贯穿距离以及空气夹带量进而影响油气的混合。利用燃油质心的偏转角和燃油质心贯穿距离定量表征进气涡流以及喷孔数对油气混合的影响。     

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。     

涡流室式柴油机燃烧室内流场的二维数值模拟

本文提出了非均匀厚度的二维涡流室式燃烧室模型,并对S195柴油机压缩过程中燃烧室内流场进行了计算,据此作者对涡流室中流场的演变,温度场等提出了一些看法。     

涡流室式柴油机起动孔对燃烧过程的影响

本文借助于数据采集系统实测的L195型柴油机不同工况下的主燃室和涡流室示动图及计算所得相应的燃烧放热规律，分析了涡流室起动孔对燃烧放热过程的作用护理及其对涡流室柴油机动力性，经济性以及怠速噪声的影响。     

涡流室陶瓷镶块稳态温度场的三维有限元分析

本文采用ADINAT程序,对S195型柴油机涡流室陶瓷镶块和金属镶块的温度场进行了计算,并对计算结果进行了比较分析。     

利用混合破碎模型对涡流室内喷雾过程的三维数值模拟

利用已开发的大型流体计算软件包ＥｎｇｉｎｅＣＦＤ－Ⅱ对涡室式柴油机内的喷雾过程进行了三维数值模拟。作借鉴ＷＡＶＥ破碎模型的优点，进一步完善了ＴＡＢ破碎模型，使用混合模型来描述不同阶段的油滴破碎过程。模拟结果与试验数据基本一致。     

柴油机涡流室镶块材料的研究

研究了柴油机涡流室镶块的材料，并提出能提高压缩终点温度的新型材料。采用有限元计算镶块温度场，所得结果与试验结果相吻合。新型材料改善了柴油机的起动性和经济性。