油雾碰撞高温壁面的油滴分裂及与热壁间换热研究

1前言现实中许多领域都有液滴碰撞壁面的现象,如高速直喷式发动机中喷雾油束的撞壁,喷雾冷却及喷墨打印机的油墨与纸张的碰撞等。液滴碰壁涉及到液滴形状变化、运动状态改变以及与壁面之间热传递等复杂的物理过程,其中起控制作用的参数有:液滴的速度、粘度、表面张力和壁面的温     

内燃机缸内层流流动的二维数学模型

本文建立了理想轴对称发动机的二维冷态缸内层流流动模型,即利用先进的数值分析技术在大型计算机上求解描述缸内过程的偏微分方程组。方程的离散采用随活塞运动的可伸缩差分网格,通过在控制容积上积分控制方程得到有限差分方程。计算过程基于SIMPLE算法,在其中加入压力修正和温度修正进行迭代求解。分别计算了气门瞬时开闭的四冲程运动和进气与排气的二冲程运动。与其它文献的理论计算和实验比较表明,计算结果是合理的。     

泡沫铝制备中析液过程的微观－宏观数值研究

通过微元管内流动模型研究液态金属熔体泡沫体内单条Plateau边界内析液过程中的速度场.分析不同牛顿表面粘度,即不同的气液界面运动能力(无量纲参数M)条件下,Plateau边界内速度的分布.结果显示,在相同的气液界面运动能力和曲率半径条件下,泡沫体内固壁处Plateau边界内速度约是内部Plateau边界内速度的6～8倍,从而解释不同容器内泡沫体析液速率的差异现象;发现M存在一个临界值,在此值的两边,液膜厚度与曲率半径的比值对Plateau边界内速度的影响呈现出相反的趋势.进而利用微观计算结果建立了泡沫体的整体宏观析液模型,将模型计算结果和经典析液方程计算结果及实验值作了比较,结果表明,模型计算结果与实验值在泡沫层上部、中部吻合较好,M值和气泡大小对析液过程有显著影响.     

4气门DISI汽油机缸内湍流场POD分析

应用本征正交分解(POD)方法对一台4气门直喷式汽油机(DISI)缸内冷态湍流流场试验测量数据以及大涡模拟计算数据进行了分析,以深入考察该汽油机缸内湍流场拟序结构特性以及湍流场循环变动特性.结果表明,POD方法可以将流场湍流涡团结构按照含能数量进行分解,大尺度拟序结构和小尺度随机脉动涡团可以被有效分离,为研究其各自的形成与演化特征创造了条件.考察各模态的时间系数在不同周期间的统计变化规律,可以了解流场湍流结构的循环变动特性.相比较使用传统相平均方法来研究汽油机循环变动,POD方法可以单独研究不同能量涡团结构的循环变动特点,为进一步深入理解循环变动特性奠定基础.     

基于大涡模拟的发动机缸内湍流流动及拟序结构

应用大涡模拟方法对发动机缸内湍流流场进行了三维瞬态数值分析.主要从湍流脉动、湍动能和缸内拟序结构演变等方面考察了发动机缸内流场特性.计算结果表明:相比雷诺平均模型,大涡模拟方法可以更真实地反映发动机循环过程中缸内气体流动的细节和规律.利用大涡模拟结合Q准则判别法可以较好地识别缸内大尺度湍流拟序结构;拟序结构对于缸内大尺度动能的产生及湍流的维持具有关键的作用.RANS类模型则不具备充分捕获大尺度拟序结构的能力.湍流脉动与活塞平均运行速度接近于成正比.     

催化燃烧中表面反应-气相反应间相互作用及其对均质压燃发动机着火特性的影响

通过对微元管中甲烷在铂表面的催化燃烧过程的数值计算,分析了当混合气入口压力很高时气相反应对整个催化燃烧过程的影响;通过敏感度分析,找出了对异相着火及气相着火起主要作用的基元反应步.结果表明,在异相着火过程中起主要作用的基元反应步为甲烷与氧气在催化剂表面的吸附反应及氧气的解吸反应,在气相着火过程中起主要作用的基元反应步为OH·及水的吸附与解吸反应.对活塞顶涂有铂催化剂的均质压燃（HCCI）发动机的燃烧过程进行了数值模拟,分析了催化效应及关键表面反应基元步对HCCI发动机着火时刻以及燃烧过程中中间组分的影响,结果表明,催化反应能促进混合气的着火,缩短着火延迟时间,对HCCI发动机着火时刻起主要影响的表面反应为OH·及水的吸附与解吸反应.     

液体射流在旋转气流中的雾化机理研究

对旋转气流中的空心柱形液体射流的雾化过程进行了数值模拟。结果表明：Reynolds数Re、Weber数We、空心柱内部及外部气液密度比Q和Qh及喷嘴内半径与液膜厚度比Ah，在射流的雾化过程中均起不稳定性的作用；空心柱射流内部的气流旋转强度Ea在雾化过程中加强了自由面上的轴对称扰动和非轴对称扰动；空心柱射流外部的气流旋转强度Eb削弱了自由表面上的轴对称扰动强度，却加强了自由表面的非轴对称扰动。此外，Eb的增加，能大大增加扰动种类。     

喷油系统设计参数对柴油机性能影响研究

以6106柴油机为样机,利用CFD数值模拟软件GT-Power研究喷油系统设计参数对柴油机性能的影响规律。分别对供油提前角、喷油开启压力和喷嘴结构等参数进行计算与分析,并把计算结果与实验数据进行对比,验证了计算结果的正确性、得到了各个设计参数的最优范围值。本文的研究方法和计算结果对内燃机开发具有借鉴意义与参考价值。     

内燃机缸内几种湍流流动涡粘度模型的比较

将几种湍流涡粘度模型 ,即压缩修正的 k-ε模型、RNG- k-ε模型和修正的非线性三方程模型用于计算内燃机缸内的湍流流动 ;对计算结果进行了分析 ,并与实验数据作了对比。结果表明 :RNG- k-ε湍流模型的计算结果较 k-ε模型有所改进 ,而修正的非线性三方程模型则克服了涡粘度模型不能反映平顶活塞压缩上止点处雷诺应力各向异性的缺点 ,在定量和定性上明显优于各种 k-ε模型。     

惰性多孔介质中预混合燃烧的研究进展

预混合气在多孔介质中的燃烧与在自由空间燃烧相比,在提高燃烧效率、扩展盆燃极限、节约能量和减轻环境污染等方面具有显著优越性。本文全面归纳了多孔介质预混合燃烧的特点,详述了国内外对多孔介质预混合燃烧的研究成果,指出了研究中存在的不足,对今后将要研究方向及其应用前景作了展望。