基于非线性大涡模拟的甲醇发动机仿真研究
发布时间：2021-02-10 18:41
甲醇发动机作为一种新兴的清洁能源技术,为发动机节能减排提供了较大的帮助;大涡模拟随着计算资源的发展也逐步开始应用于工程当中,在甲醇发动机的缸内模拟和喷雾燃烧模拟中起到了重要作用,由于发动机缸内数值模拟的复杂性和瞬时变化特性,采用大涡模拟的方法能够满足计算资源的要求同时准确捕捉物理化学场的瞬态变化;预混燃烧和喷雾燃烧作为两种主要的燃烧方式,在发动机中应用较为广泛,甲醇裂解气缸内预混燃烧和甲醇喷雾燃烧在本文中都进行了详细的模拟分析;裂解气的缸内模拟是为了对汽油机进行改造,使其变为火花塞点火式甲醇发动机;对甲醇喷雾燃烧进行分析是为了对柴油机进行改造,使其变为压燃式甲醇发动机。化学反应机理的分析,选择不同化学反应机理同着火延迟时间的实验值进行对比,得出了在不同环境条件下（温度、压力、当量比等）同实验值的匹配程度,结果表明在Sandia机理在以N2为惰性气体、高温高压的条件下同实验值匹配较好,同时该反应机理的组分和反应过程适中,能够满足计算资源的要求。发动机缸内燃烧模拟分析,在化学反应机理选定后,模拟在不同甲醇裂解率条件下发动机缸内燃烧的情况,分析不同的甲醇裂解率对缸压和尾气排放的影响,选择两组...
【文章来源】：华中科技大学湖北省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：110 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
不同行业温室气体的排放量制造业排放19%
图 2.1 OpenFOAM 软件流程示意图图 2.1 给出了计算求解的详细过程，我们在模拟计算中主要是根据自己的器进行编写，主要通过两种方式进行编写，第一种是在标准程序上进行种是通过编写程序来进行计算。2 大涡模拟概述湍流模拟作为一种基础研究的学科，同时也是一种应用型的研究涵盖了领域，包括能源、航天和气象等。目前主要是通过直接数值模拟 (DNS) 模拟(RANS)和大涡模拟(LES)三种方法来进行湍流数值模拟的计算，但在的选择上略有不同，直接数值模拟作为一种最简单最直接的方法来进行够捕捉到整个流场的流动状态，计算精度高同时对网格的要求最高，计w
算 GRI-3.0 和 GRI-2.11 两种机理的着火延迟时间并同实验值进行对比，计算结果如图 3.1 所示。从图3.1可以明显的看出GRI-3.0和GRI-2.11两种反应机理计算出的着火延迟时间变化趋势一致且数值基本吻合，但同实验值相差较大，这主要是因为这两种反应机理通常用于天然气的燃烧化学反应，而甲醇燃烧的一些关键反应在 GRI-3.0 机理和GRI-2.11 机理中均没有给出，因此模拟值同实验值的差别较大。接着选择了 267 步Tsinghua 大学[35]的反应机理和 84 步 Princeton 大学[36]的反应机理进行模拟计算，发现这两种机理计算出着火延迟时间的模拟值基本吻合，但同实验值存在一定的差距，
【参考文献】：
期刊论文
[1]Structural subgrid-scale modeling for large-eddy simulation: A review[J]. Hao Lu,Christopher J.Rutland. Acta Mechanica Sinica. 2016(04)
[2]汽油机掺烧甲醇裂解气试验研究[J]. 谢满,蒋炎坤. 车用发动机. 2016(03)
[3]点燃式甲醇发动机冷启动临界着火边界[J]. 宫长明,李朝晖,屈翔,刘凤华. 吉林大学学报(工学版). 2016(04)
[4]高压缩比甲醇发动机的试验研究[J]. 洪斌,汪洋,朱永生,朱自强,程雄,邱保健. 汽车工程. 2014(11)
[5]纯甲醇发动机冷起动系统开发[J]. 吴亚兰,王进,刘萌,李庆伟. 车用发动机. 2014(05)
[6]高压缩比甲醇发动机的性能和排放研究[J]. 王晋,朱建军,王勇,刘磊,高聪慧. 农机化研究. 2014(09)
[7]点火正时对高压缩比点燃式甲醇发动机性能的影响[J]. 陈丽丽,洪伟,李小平,苏岩,解方喜,韩林沛. 车用发动机. 2014(04)
[8]点火正时和EGR对甲醇发动机爆震特性影响研究[J]. 丁明峰,洪伟,解方喜,钟兵,刘伟. 汽车技术. 2014(08)
[9]甲醇裂解气发动机排放性能试验[J]. 姚春德,李旭聪,徐元利. 内燃机学报. 2012(02)
[10]甲醇发动机与汽油发动机瞬态排放特性的对比研究[J]. 尹超,高俊华,尧命发. 汽车工程. 2011(09)
博士论文
[1]火花点燃式甲醇发动机燃烧过程及爆震机理的研究[D]. 甄旭东.天津大学 2014
硕士论文
[1]双火花塞点火直喷甲醇发动机燃烧及排放的仿真研究[D]. 孙景震.吉林大学 2016
[2]压燃式甲醇直喷发动机燃烧过程研究[D]. 姜自才.上海工程技术大学 2016
[3]添加苯胺对缸内直喷甲醇发动机颗粒物排放的影响[D]. 陈天翔.吉林大学 2015
[4]OpenFOAM中稳态大气边界层风洞的开发研究[D]. 张洪华.哈尔滨工业大学 2013
[5]缸内直喷点燃式甲醇发动机燃烧及排放仿真研究[D]. 贾京龙.吉林大学 2013
[6]缸内直喷点燃式甲醇发动机冷启动试验研究[D]. 王放.吉林大学 2012
[7]燃料添加剂对缸内直喷甲醇发动机非常规排放的影响[D]. 李竞克.吉林大学 2011
[8]点燃式甲醇发动机冷起动非常规排放物排放特性研究[D]. 王忠.吉林大学 2008
本文编号：3027817
【文章来源】：华中科技大学湖北省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：110 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
不同行业温室气体的排放量制造业排放19%
图 2.1 OpenFOAM 软件流程示意图图 2.1 给出了计算求解的详细过程，我们在模拟计算中主要是根据自己的器进行编写，主要通过两种方式进行编写，第一种是在标准程序上进行种是通过编写程序来进行计算。2 大涡模拟概述湍流模拟作为一种基础研究的学科，同时也是一种应用型的研究涵盖了领域，包括能源、航天和气象等。目前主要是通过直接数值模拟 (DNS) 模拟(RANS)和大涡模拟(LES)三种方法来进行湍流数值模拟的计算，但在的选择上略有不同，直接数值模拟作为一种最简单最直接的方法来进行够捕捉到整个流场的流动状态，计算精度高同时对网格的要求最高，计w
算 GRI-3.0 和 GRI-2.11 两种机理的着火延迟时间并同实验值进行对比，计算结果如图 3.1 所示。从图3.1可以明显的看出GRI-3.0和GRI-2.11两种反应机理计算出的着火延迟时间变化趋势一致且数值基本吻合，但同实验值相差较大，这主要是因为这两种反应机理通常用于天然气的燃烧化学反应，而甲醇燃烧的一些关键反应在 GRI-3.0 机理和GRI-2.11 机理中均没有给出，因此模拟值同实验值的差别较大。接着选择了 267 步Tsinghua 大学[35]的反应机理和 84 步 Princeton 大学[36]的反应机理进行模拟计算，发现这两种机理计算出着火延迟时间的模拟值基本吻合，但同实验值存在一定的差距，
【参考文献】：
期刊论文
[1]Structural subgrid-scale modeling for large-eddy simulation: A review[J]. Hao Lu,Christopher J.Rutland. Acta Mechanica Sinica. 2016(04)
[2]汽油机掺烧甲醇裂解气试验研究[J]. 谢满,蒋炎坤. 车用发动机. 2016(03)
[3]点燃式甲醇发动机冷启动临界着火边界[J]. 宫长明,李朝晖,屈翔,刘凤华. 吉林大学学报(工学版). 2016(04)
[4]高压缩比甲醇发动机的试验研究[J]. 洪斌,汪洋,朱永生,朱自强,程雄,邱保健. 汽车工程. 2014(11)
[5]纯甲醇发动机冷起动系统开发[J]. 吴亚兰,王进,刘萌,李庆伟. 车用发动机. 2014(05)
[6]高压缩比甲醇发动机的性能和排放研究[J]. 王晋,朱建军,王勇,刘磊,高聪慧. 农机化研究. 2014(09)
[7]点火正时对高压缩比点燃式甲醇发动机性能的影响[J]. 陈丽丽,洪伟,李小平,苏岩,解方喜,韩林沛. 车用发动机. 2014(04)
[8]点火正时和EGR对甲醇发动机爆震特性影响研究[J]. 丁明峰,洪伟,解方喜,钟兵,刘伟. 汽车技术. 2014(08)
[9]甲醇裂解气发动机排放性能试验[J]. 姚春德,李旭聪,徐元利. 内燃机学报. 2012(02)
[10]甲醇发动机与汽油发动机瞬态排放特性的对比研究[J]. 尹超,高俊华,尧命发. 汽车工程. 2011(09)
博士论文
[1]火花点燃式甲醇发动机燃烧过程及爆震机理的研究[D]. 甄旭东.天津大学 2014
硕士论文
[1]双火花塞点火直喷甲醇发动机燃烧及排放的仿真研究[D]. 孙景震.吉林大学 2016
[2]压燃式甲醇直喷发动机燃烧过程研究[D]. 姜自才.上海工程技术大学 2016
[3]添加苯胺对缸内直喷甲醇发动机颗粒物排放的影响[D]. 陈天翔.吉林大学 2015
[4]OpenFOAM中稳态大气边界层风洞的开发研究[D]. 张洪华.哈尔滨工业大学 2013
[5]缸内直喷点燃式甲醇发动机燃烧及排放仿真研究[D]. 贾京龙.吉林大学 2013
[6]缸内直喷点燃式甲醇发动机冷启动试验研究[D]. 王放.吉林大学 2012
[7]燃料添加剂对缸内直喷甲醇发动机非常规排放的影响[D]. 李竞克.吉林大学 2011
[8]点燃式甲醇发动机冷起动非常规排放物排放特性研究[D]. 王忠.吉林大学 2008
本文编号：3027817
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