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高速直喷柴油机燃烧室形状与喷孔结构匹配规律的三维仿真研究 总被引:1,自引:0,他引:1
对某高速直喷柴油机的燃烧过程进行了多维仿真计算,研究了燃烧室形状和喷孔结构参数之间的匹配规律.通过变参数研究确定了燃烧室形状和喷孔结构参数之间的匹配规律.为了定量描述燃烧过程中燃油雾化、液体蒸发、油气混合的特性,建立了缸内平均湍流混合速率、燃油蒸气质量分数方差的中间特征参数,同时详细分析了不同当量比油气混合气在燃烧过程中的贡献率.从燃烧的宏观和微观角度综合分析了柴油机燃烧室形状与喷孔结构间的耦合作用机制.结果表明,对于所研究的机型,0.64口径比燃烧室匹配10孔喷油器的方案最优:预混过程好,燃烧速度快,后期扩散燃烧阶段过稀和过浓混合气参与燃烧的比例较小且预混与扩散燃烧放热情况差别小,放热情况更均匀. 相似文献
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研究了不同湍流燃烧模型(EBU、CTC和PaSR模型)对直喷式柴油机燃烧过程中火焰结构和排放物生成的影响。分析了缸内平均量(放热率、缸内平均温度、NO和soot)变化情况和OH、NO及soot分布,并与试验结果进行了对比分析。研究结果表明:不同燃烧模型虽然能得到相近的缸内平均量结果,但预测得到的缸内OH、NO、soot分布和温度分布情况存在一定差异;其中以EBU模型的预测结果与试验偏离最大;PaSR模型能较准确预测缸内变量微观分布情况和火焰脱离喷孔的距离,其预测得到的火焰结构与Dec1997年提出的概念模型一致。 相似文献
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采用气液两相流大涡模拟(LES)方法,结合VOF模型对高压柴油射流在启喷阶段的雾化过程进行数值求解.LES与实验结果(喷雾结构和贯穿距离)具有较好的一致性.然后结合LES模拟的流场信息(速度场、压力场和亚网格黏度场)对雾化过程进行分析.同时通过对比LES结果、实验结果和线性不稳定理论结果对启喷阶段的雾化机理进行了探讨,并提出了新的喷束结构(比Hiroshi Hattori提出的喷束结构更准确地描述了喷束迎风面结构).最后,研究了环境背压对喷雾结构的影响.研究表明,对于无空泡射流,启喷阶段射流头部迎风面存在的RT不稳定机制分裂的液滴是液滴的主要来源. 相似文献
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直喷式柴油机燃烧室廓形匹配油束夹角的数值模拟研究 总被引:1,自引:0,他引:1
应用CFD软件Fire对某大功率直喷式柴油机缸内工作过程进行了多维模拟,研究了扩口、缩口和直口三种不同燃烧室廓形时油束夹角对油束落点位置、燃油分布和燃烧性能的影响。引入油束锥台匹配比的概念建立油束夹角与燃烧室中央锥台角度之间的关系,从而达到减少匹配参数数量的目的。结果显示:对于各种类型的燃烧室廓形均存在最佳油束锥台匹配比使得发动机的动力性能最优,缩口和直口燃烧室的最佳油束锥台匹配比接近(约为1.06),扩口燃烧室的最佳油束锥台匹配比要略大于缩口和直口燃烧室(约为1.138)。 相似文献
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基于响应面法的高强化柴油机燃烧系统多参数多目标优化匹配研究 总被引:1,自引:0,他引:1
通过引入一种新的优化方法———响应面法,对高强化柴油机燃烧系统进行多参数多目标优化匹配研究。基于有限数量的CFD三维仿真结果,构建了以燃烧室喉口半径、涡流比和喷孔数为输入参数及功率和最高燃烧压力为输出结果的响应面函数,并通过其进行各参数对性能影响的显著性检验和降维分析。基于所得响应面函数进行多参数全局寻优,得到3种具有不同特点的优化方案并与原方案进行缸内微观过程的对比分析。研究结果表明:对于所研究的机型,在喷油压力及喷孔流通面积恒定的情况下,燃烧室喉口半径与喷孔数的匹配和燃烧室喉口半径与涡流比的匹配分别是对功率和最高燃烧压力的主要影响因素;随着喷孔数的增加,功率对涡流比和燃烧室喉口半径的敏感程度逐渐减小,最高燃烧压力对燃烧室喉口半径的敏感程度逐渐增加;在所得的3种优化方案中,10孔和8孔方案可分别单独显著改善功率和最高燃烧压力指标,9孔方案可同时小幅度改善功率和最高燃烧压力指标。 相似文献
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Three-dimensional models, consisting of the flame kernel formation model, flame kernel development model and natural gas single step reaction model, are used to analyze the contribution of cyclic equivalence ratio variations to cyclic variations in the compressed natural gas (CNG) lean burn spark ignition engine. Computational results including the contributions of equivalence ratio cyclic variations to each combustion stage and effects of engine speed to the extent of combustion variations are discussed. It is concluded that the equivalence ratio variations affect mostly the main stage of combustion and hardly influence initial kernel development stage. 相似文献
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通过引入考虑了颗粒物性和颗粒碰撞速度的还原系数数学模型,并结合离散单元法对鼓泡流化床密相区内的气固流动过程进行模拟,探讨还原系数对密相区内的颗粒运动和碰撞特性的影响.研究结果表明,采用考虑了碰撞速度的还原系数数学模型将使计算更加接近实验结果.还原系数对包括颗粒温度、碰撞颗粒数、颗粒碰撞速度、颗粒形变量等的结果均有影响.流化床内由于颗粒碰撞速度分布复杂,导致还原系数值并非是某一常数,而是存在一定的变化范围. 相似文献