分层充量压燃燃烧及排放机理多维数值模拟研究.docVIP

??? 指导教师：尧命发教授 分层充量压燃正庚烷多维模型燃烧排放 ????? ????? ???．? ? ????甦????? ???? ????? ?瓾??? ???瓼?? ????? ???甦????? ?????．????? ?????甌? ??? ?? ????? ???．? ????? ?? ??? ??? ? ????? ????． ???。?? ????? ???? ??? ???? ?? ???? ????? ?? ??? ?????瑃? ????甌? ?? ??? ? ??．? ??? ? ??? ???琧?????琫???? ????? 或撰写过的研究成果，也不包含为获得丕鲞盘堂或其他教育机构的学位或证 书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中 作了明确的说明并表示了谢意。 签字日期： 学位论文版权使用授权书 签字日期： 第一章绪论 第一章绪论 ??引言 均质压燃燃烧结合了传统压燃式和点燃式发动机的优点，可以实现高效、清 洁燃烧，引起了国际内燃机界的高度重视。经过最近几年的研究，人们对?? 的燃烧机理有了一定的认识。普遍认为：??燃烧过程是由燃烧反应动力学所 控制，??燃烧控制只能通过间接的方法进行，因而，着火时刻和燃烧反应速 度控制是??面临的首要课题；其二是??运行工况范围较小，主要表现为小 负荷工况“失火”和大负荷工况“爆震燃烧”；其三是??在小负荷工况燃烧效 率低，导致高的?和?排放。因而，由于??燃烧本身的局限，发动机很难 在全工况范围内采用??燃烧模式，如何在全工况范围内组织高效清洁燃烧是 内燃机燃烧学研究的一个重要课题。必威体育精装版的理论和试验研究表明【??】【?俊?】【?俊?】，内 燃机燃烧过程中主要有害排放产物生成都需要满足特定的边界条件，即特定的混 合气浓度和燃烧温度范围。进一步的研究发现，均质的稀薄混合气和浓混合气低 第一章绪论 温燃烧都可以降低有害排放物生成。因而，从理论上讲，合理组织混合气浓度分 ??? 第一章绪论 第～章绪论 ???程序进行零维单区化学动力学计算是使用最广的方法。该程序原是用于 速率进行敏感性分析。将???应用于内燃机，只需讲定容系统改为变容积系 第一章绪论 ???????????“ ? 包括温度、压力、滞燃期和放热率等。在国内方面，上海交通人学的崔毅副教授 图??争】要模型和多区模型 第一章绪论 内核区、边界层区以及活塞与缸套之间的缝隙区【?】。内核区为绝热区，对外界无 热损失，它可细分为若干各区，如图????腥?瞿诤饲???????、 ???；边界层直接与燃烧室壁面、缸盖、缸套和活塞相连；缝隙区虽然体积很 小，但由于始终处于低温状态，所以对缸内传热以及排放特性有很重要的影响。 准模型中不存在空间坐标，因而对各区域没有几何形状的描述，它们只是具 ?．? ?。， 第～章绪论 ?“～．? 拟来揭示温度分层的影响。???等【?】在燃烧模型中加入相关的几何特征，包 括多核区、定常容积间隙区和常厚度淬熄层。?? ??和?? 第一章绪论 涡团的滚转?????周期，即 ???苫?怼?? 烧和排放形成的化学过程，??用于模拟汽油喷射、雾化、燃烧和排放形成的 过程。?? 烷??燃烧过程。计算采用包含?种组分，?个反应地骨架机理，重点研究 第一章绪论 ??本文选题及意义 中。 划分技术和网格局部加密技术，可以对网格质量优劣进行自我判断。??．? 可以处理滑移网格问题，在复杂计算区域的能力较强。同时它提供了多种边界条 件，供用户根据不同地流动物理特性来选择合适地边界条件。它提供了多种高级 湍流模型，如各类??昴Ｐ汀???瓹?哂蠸???????、和??等 求解器，可根据网格质量地优劣和流动物理特性来选择。在差分格式方面，具有 化学反应?臀镏适粜允?菘饨岷现罥????中，形成了??／????，见图 ???公司求解化学反应的优势，可 进行漉场计算，得到 式中白为阻力系数，以为液滴横截面积，云为气体速度。 式中?凇ＮC?逯柿肯凳??ǔＩ栉狾．???。 瓦?。吕??寥省粒???×?！＃甝? 亟衍 ??％一毒??Ⅵ两?而?? ? 一昙网 ??鯦一“ 一专?两?两?万??一％而一昙两 ?弧昴Ｐ褪荌扫???和???岢龅模?赗? ?．? 叫???皊?￡苌一 ? 其中， ?伎膕，岁佗 通过动量守恒和能量守恒推导喷嘴出口处的平均湍动能吃和湍动能扩散率 乞为： 口秽等 三，??口???！Ｗ╙? ?！?：一模型系数 ???? 别表示瞬时和指数时间尺度。 这里，液滴不稳定性是由临界韦伯数?决定的，因此 ?? ? ??? 撕裂破碎判据为 撕裂破砰特征时间尺度为 这里，经验系数?旱娜≈捣段?????琒???默认设置为?? 碰撞效率为 其它巨．：?。此方程中，形是无量纲参数，且 耽，：丝噍二丝