高压柴油喷雾诱导激波特性及其影响的可视化研究
发布时间：2021-08-17 19:32
在现代柴油机中,为提高燃油经济性和降低排放,提高喷射压力是常用的手段,从而导致喷雾速度不断增加。与此同时,一些先进的燃烧技术如低温燃烧、反应控制压燃等使得缸内温度降低,当地声速减小。这就使得在实际工况中燃油喷雾超声速普遍发生,从而诱导激波现象。激波在喷雾的周围运动发展,其波动会影响喷雾发展与雾化特性。为探究激波现象对喷雾的影响,本文基于纹影法,进行了N2和SF6两种环境条件下的试验。利用Matlab图像处理功能进行数据处理,减小人工处理数据工作量。提出一种基于连通区域划分的图像处理方法,此方法利用基于线性拉伸的最大类间方差法进行阈值分割得到二值图像,之后,利用空间坐标定位选取图像特征。基于Matlab GUI功能编写软件界面。了解激波特性是研究激波现象及其影响的第一步。本文从分析激波产生原因入手,探讨激波特性参数变化规律,以及激波对喷雾特性的影响。喷雾体周围的激波主要分为前导激波和伴生波,两种波的产生原因不同,前导激波的产生是由于燃油喷射初期喷孔出口处的喷雾前锋面马赫数高于1,喷雾体周围的伴生波为膨胀马赫波。前导激波有斜激波和弓形激波两种形态...
【文章来源】：哈尔滨工程大学黑龙江省 211工程院校
【文章页数】：75 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
高压共轨系统结构示意图
胧郑??徊教骄考げǘ耘缥硖匦阅酥廖砘?挠跋臁Ｍ?1.2 柴油喷雾诱导激波示意图1.2 燃油喷雾诱导激波概述柴油机高压燃油喷雾诱导的激波通常被定义成一系列微扰动压缩波的叠加。相较于喷雾而言，激波的厚度特别薄，故而在研究的过程中将激波简化成绝热的间断面[15-16]。图 1.3 显示了在定容弹内 N2环境下，喷射压力 140MPa 时不同背压下的喷雾纹影图像，从图中我们可以明显的观察到激波现象的存在以及发展。在图 1.3(a)中明显的观察到位于喷雾正前方的前导激波，同时在图 1.3(b)和图 1.3(c)又可以观察到一些喷雾周围伴生的波。激波有的附体在喷雾上，有的脱离喷雾。激波和喷雾一样在不断的运动发展。tASOI= 0.02ms 0.04ms 0.06ms 0.08ms 0.1ms 0.12ms(a)背压 0.1MPa伴生波激波
(c)背压 3MPa图 1.3 不同背压下的喷雾诱导激波发展过程示意图流在通过激波时，密度温度等信息会发生变化。公式(1-4)至公式(1-7)为探究几个基本方程，其中，公式(1-4)为质量守恒方程，公式(1-5)为动量方程，公式守恒方程，公式(1-7)为状态方程。这四个基本方程将激波前后的密度、压力
【参考文献】：
期刊论文
[1]直喷汽油机喷雾图像特征提取方法[J]. 商微微,任桐慧. 吉林大学学报(信息科学版). 2017(06)
[2]不同状态方程对固体介质中斜激波反射的影响[J]. 黄萧,于鑫. 力学学报. 2017(05)
[3]数字图像处理技术在喷雾方面的应用[J]. 董德磊,舒力,王德超,曹建明. 汽车实用技术. 2017(03)
[4]当量比和射流压力对激波聚焦起爆性能的影响[J]. 陈鑫,谭胜,何立明,荣康,朱晓彬,郭鹏. 热科学与技术. 2016(06)
[5]直喷汽油机喷雾过程图像采集和处理[J]. 杜宏飞,刘江唯,付磊. 汽车工程. 2016(10)
[6]超高压燃油喷雾特性及诱导激波传播特性的试验研究[J]. 贾涛鸣,虞育松,李国岫. 工程热物理学报. 2016(10)
[7]导流块深度对抛物形凹面腔中激波反射聚焦的影响[J]. 谭胜,陈鑫,何立明,荣康,张强,朱晓彬,张一豪. 推进技术. 2016(09)
[8]超声速气流中液体横向射流的气液相互作用过程数值研究[J]. 李佩波,王振国,孙明波,汪洪波. 宇航学报. 2016(02)
[9]激波聚焦及起爆爆震波的研究进展[J]. 何立明,荣康,曾昊,陈鑫,张强,于鹏祥. 推进技术. 2015(10)
[10]暂冲式环形射流诱导非定常激波聚焦的机理研究[J]. 荣康,陈鑫,何立明,曾昊,苏建勇. 推进技术. 2015(06)
博士论文
[1]图像局部特征匹配性能增强研究[D]. 周保余.吉林大学 2017
[2]掌纹图像多级特征提取与识别算法研究[D]. 费伦科.哈尔滨工业大学 2017
[3]图像特征提取方法及其应用研究[D]. 刘淑琴.西北大学 2016
[4]超声速气流中液体横向射流破碎与雾化机理研究[D]. 吴里银.国防科学技术大学 2016
[5]低温环境下柴油喷雾与燃烧特性试验研究[D]. 马玉坡.北京理工大学 2015
[6]图像阈值分割关键技术研究[D]. 龙建武.吉林大学 2014
[7]定容弹内低温燃烧条件下乙醇柴油喷雾和燃烧特性实验研究[D]. 邓鹏.华中科技大学 2014
[8]超声速气流中的点火启动及其强化机理研究[D]. 席文雄.国防科学技术大学 2013
[9]高超声速内外流动激波/边界层相互作用的实验与数值研究[D]. 黄舶.中国科学技术大学 2013
[10]激波与不同物质界面的作用机理及其诱导的波系结构[D]. 沙莎.南京理工大学 2013
硕士论文
[1]基于纹影法的柴油喷雾诱导激波特性研究[D]. 黄涛.哈尔滨工程大学 2017
[2]发动机燃油喷雾图像处理技术及粒子库的完善[D]. 赵玉顺.长安大学 2014
[3]柴油温度对柴油机喷嘴孔内流动特性影响研究[D]. 范鹏.浙江大学 2012
[4]激波与液体相互作用实验研究[D]. 王翠华.南京理工大学 2009
[5]基于内容的图像特征提取算法的研究[D]. 刘鹏宇.吉林大学 2004
[6]应用在柴油机喷雾测试研究中的计算机图像处理技术[D]. 李铁.大连理工大学 2000
本文编号：3348360
【文章来源】：哈尔滨工程大学黑龙江省 211工程院校
【文章页数】：75 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
高压共轨系统结构示意图
胧郑??徊教骄考げǘ耘缥硖匦阅酥廖砘?挠跋臁Ｍ?1.2 柴油喷雾诱导激波示意图1.2 燃油喷雾诱导激波概述柴油机高压燃油喷雾诱导的激波通常被定义成一系列微扰动压缩波的叠加。相较于喷雾而言，激波的厚度特别薄，故而在研究的过程中将激波简化成绝热的间断面[15-16]。图 1.3 显示了在定容弹内 N2环境下，喷射压力 140MPa 时不同背压下的喷雾纹影图像，从图中我们可以明显的观察到激波现象的存在以及发展。在图 1.3(a)中明显的观察到位于喷雾正前方的前导激波，同时在图 1.3(b)和图 1.3(c)又可以观察到一些喷雾周围伴生的波。激波有的附体在喷雾上，有的脱离喷雾。激波和喷雾一样在不断的运动发展。tASOI= 0.02ms 0.04ms 0.06ms 0.08ms 0.1ms 0.12ms(a)背压 0.1MPa伴生波激波
(c)背压 3MPa图 1.3 不同背压下的喷雾诱导激波发展过程示意图流在通过激波时，密度温度等信息会发生变化。公式(1-4)至公式(1-7)为探究几个基本方程，其中，公式(1-4)为质量守恒方程，公式(1-5)为动量方程，公式守恒方程，公式(1-7)为状态方程。这四个基本方程将激波前后的密度、压力
【参考文献】：
期刊论文
[1]直喷汽油机喷雾图像特征提取方法[J]. 商微微,任桐慧. 吉林大学学报(信息科学版). 2017(06)
[2]不同状态方程对固体介质中斜激波反射的影响[J]. 黄萧,于鑫. 力学学报. 2017(05)
[3]数字图像处理技术在喷雾方面的应用[J]. 董德磊,舒力,王德超,曹建明. 汽车实用技术. 2017(03)
[4]当量比和射流压力对激波聚焦起爆性能的影响[J]. 陈鑫,谭胜,何立明,荣康,朱晓彬,郭鹏. 热科学与技术. 2016(06)
[5]直喷汽油机喷雾过程图像采集和处理[J]. 杜宏飞,刘江唯,付磊. 汽车工程. 2016(10)
[6]超高压燃油喷雾特性及诱导激波传播特性的试验研究[J]. 贾涛鸣,虞育松,李国岫. 工程热物理学报. 2016(10)
[7]导流块深度对抛物形凹面腔中激波反射聚焦的影响[J]. 谭胜,陈鑫,何立明,荣康,张强,朱晓彬,张一豪. 推进技术. 2016(09)
[8]超声速气流中液体横向射流的气液相互作用过程数值研究[J]. 李佩波,王振国,孙明波,汪洪波. 宇航学报. 2016(02)
[9]激波聚焦及起爆爆震波的研究进展[J]. 何立明,荣康,曾昊,陈鑫,张强,于鹏祥. 推进技术. 2015(10)
[10]暂冲式环形射流诱导非定常激波聚焦的机理研究[J]. 荣康,陈鑫,何立明,曾昊,苏建勇. 推进技术. 2015(06)
博士论文
[1]图像局部特征匹配性能增强研究[D]. 周保余.吉林大学 2017
[2]掌纹图像多级特征提取与识别算法研究[D]. 费伦科.哈尔滨工业大学 2017
[3]图像特征提取方法及其应用研究[D]. 刘淑琴.西北大学 2016
[4]超声速气流中液体横向射流破碎与雾化机理研究[D]. 吴里银.国防科学技术大学 2016
[5]低温环境下柴油喷雾与燃烧特性试验研究[D]. 马玉坡.北京理工大学 2015
[6]图像阈值分割关键技术研究[D]. 龙建武.吉林大学 2014
[7]定容弹内低温燃烧条件下乙醇柴油喷雾和燃烧特性实验研究[D]. 邓鹏.华中科技大学 2014
[8]超声速气流中的点火启动及其强化机理研究[D]. 席文雄.国防科学技术大学 2013
[9]高超声速内外流动激波/边界层相互作用的实验与数值研究[D]. 黄舶.中国科学技术大学 2013
[10]激波与不同物质界面的作用机理及其诱导的波系结构[D]. 沙莎.南京理工大学 2013
硕士论文
[1]基于纹影法的柴油喷雾诱导激波特性研究[D]. 黄涛.哈尔滨工程大学 2017
[2]发动机燃油喷雾图像处理技术及粒子库的完善[D]. 赵玉顺.长安大学 2014
[3]柴油温度对柴油机喷嘴孔内流动特性影响研究[D]. 范鹏.浙江大学 2012
[4]激波与液体相互作用实验研究[D]. 王翠华.南京理工大学 2009
[5]基于内容的图像特征提取算法的研究[D]. 刘鹏宇.吉林大学 2004
[6]应用在柴油机喷雾测试研究中的计算机图像处理技术[D]. 李铁.大连理工大学 2000
本文编号：3348360
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