三维直接数值模拟部分预混发动机内的燃烧过程

发布时间：2017-12-10 18:00

  本文关键词：三维直接数值模拟部分预混发动机内的燃烧过程

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【摘要】：采用三维直接数值模拟方法研究了一个类似于部分预混燃烧(PPC)发动机条件下高辛烷值燃料PRF70的着火过程。文章采用了简化的PRF化学动力学机理,包含33个组分和38步基元反应。计算中根据发动机的几何尺寸和真实运行工况加入了气缸内压缩/膨胀的效果,并考虑了燃料的两次喷射,其中第一次喷射形成了较均匀的混合气,第二次燃料喷射增加了混合物分层。研究发现,PPC的燃烧过程非常复杂,是均质压燃、预混燃烧和扩散燃烧三种主要燃烧模式的结合。在两次燃料喷射之间的区域为近化学计量比燃烧,是氮氧化物的生成区;而在化学计量比(φ)大于2的区域,混合不充分聚集了大量未燃碳氢和CO。文章使用Marching cube算法捕捉了三维火焰锋面随时间的变化。最后,使用反应锋面上高斯曲率(k_g)与平均曲率(k_m)的联合概率密度函数(PDF)以及平均曲率随时间变化的概率密度函数,揭示了球形火焰锋面和马鞍形火焰锋面的存在,前者占主要地位,并且随着燃烧的进行,负曲率增加,主要是因为中心的燃料浓区在逐渐消耗。
【作者单位】： 天津大学内燃机燃烧学国家重点实验室;
【基金】：国家自然科学基金国际(地区)合作与交流项目(51320105008) 国家自然科学基金青年基金(51506146)资助~~
【分类号】：O643.21
【正文快照】： 1引言为了满足越来越严格的排放法规,新一代的内燃机必然向着高效、清洁的方向发展。传统的汽油机效率较低而柴油机又由于碳烟排放过高使得研究人员不得不探索新的内燃机燃烧模式。其中,部分预混燃烧(PPC)是新型的低温燃烧模式的代表,它在柴油机中采用高辛烷值燃料,通过两次或

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本文编号：1275353