气态煤油超声速燃烧简化化学反应模型

为探究超燃冲压发动机燃烧室中煤油燃料燃烧的化学动力学过程,综合采用敏感性分析方法与路径分析方法,针对RP-3航空煤油三组分替代燃料的详细反应模型进行简化,建立一种适用于超声速燃烧流场数值模拟的新型26组分89反应简化燃烧反应模型。采用该简化燃烧模型对RP-3航空煤油替代燃料的点火、燃烧特性进行数值模拟,并与详细反应模型结果和试验数据进行对比校验。此外,将该简化燃烧模型与超声速燃烧流场计算方法相结合,数值分析了典型超燃冲压发动机燃烧室流场内化学动力学特性。研究结果表明：新型简化燃烧反应模型在不影响数值模拟精度的前提下,有效减少了反应组分与反应方程个数,提高了超声速复杂燃烧流场的数值模拟效率,并且能够准确获得烯烃、炔烃等重要中间燃烧产物以及小分子活性基团的空间分布规律,给出更全面的流场信息。     

基于遗传算法的准维燃烧模型修正方法

针对目前准维燃烧模型不能客观反映高原柴油机工作过程的问题,提出了一种基于计算机智能仿真模型修正方法.采用正交试验的极差分析,计算并识别出准维燃烧模型的经验参数对柴油机性能影响的主次顺序,并确定为待修正参数.基于遗传算法,以试验数据为依据,对柴油机准维燃烧模型进行修正.修正后的柴油机工作过程模型误差在4％以内,为深入开展高原环境柴油机性能研究奠定了基础.     

基于非线性动力学的液体火箭发动机高频不稳定燃烧过程

采用非线性动力学方法对液体火箭发动机非线性高频燃烧不稳定工作过程进行了研究。气相控制方程组用欧拉坐标系下的Navier Stokes方程组描述,液相控制方程组在Lagrangian坐标系下进行描述,气、液两相作用通过方程组的源项互相耦合。用高压蒸发理论对火箭发动机喷雾过程进行了描述。采用计算燃烧学的方法对发动机燃烧室内的湍流两相燃烧过程的稳定燃烧状态和高频不稳定燃烧现象进行了数值模拟。通过分析和讨论,得出了火箭发动机高频不稳定燃烧过程的波动过程类似于奇异吸引子的结论。     

数值模拟气/气喷嘴速度比对燃烧性能的影响

为研究应用于全流量补燃循环发动机的不同气/气喷嘴得到的燃烧流场,通过求解NavierStokes方程组,对不同燃料与氧化剂速度比下的流动燃烧过程进行了数值计算,计算结果与实验结果吻合。仿真结果表明:增加速度比能使燃烧火焰面提前,燃烧效率变大。如果发动机的长度受到限制,可以适当增加速度比以实现高效燃烧。     

非线性高频振荡燃烧的研究

用数值模拟的方法研究了液体火箭发动机高频振荡燃烧的形成和发展过程。气相控制方程用欧拉坐标系下的Navier－Stokes方程组描述，液相控制方程在Lagrangian坐标系下描述，并采用高压蒸发燃烧模型。从计算的结果可以看出，当燃烧室内发生高频振荡燃烧时，在喷注面附近和燃烧室收敛段这两个区域内压力的波动幅度较大；通过对压力、混合气体温度及速度在振荡燃烧情况下的比较，得出了振荡燃烧发生时发动机内部两相流场的脉动频率与燃烧室固有频率相耦合的结论。     

双转子活塞发动机工作过程的数值模拟

双转子活塞发动机是一种新型的差速式转子发动机,与传统发动机相比较具有很多优点,如不需要复杂的阀门装置,而且功率密度更高等。为了分析和研究双转子活塞发动机的运行特性,针对该发动机工作循环的热力学过程建立了其零维模型,确定了主要的边界条件,运用Matlab/simulink进行了数值模拟。对应不同的主轴转角,计算出气缸内工质的质量值、压力值和温度值。基于算得的压力值,求取了该发动机的平均指示压力和功重比等参数,与传统发动机相比较,双转子活塞发动机气缸工作容积的利用程度更大,整体结构更加紧凑。     

狭长密闭空间油气爆炸燃烧数值研究

基于不同控制机理制约不同反应步骤的分步反应燃烧机理,建立了RNG k-ε湍流模型和层流有限速率/涡耗散燃烧模型直接耦合的燃烧模型,采用TVD有限体积法,对充满等体积油气预混气的狭长密闭空间油气爆炸燃烧发生与发展过程进行了数值模拟.为了验证模型的正确性,根据计算结果分析了爆炸流场出现的火焰、压力波和化学反应等特征.所得计...     

FY-2型发动机燃烧室计算模型

本文提出了一个液体火箭发动机双组元自燃推进剂高压燃烧过程的计算模型。模型考虑了偏二甲肼的分解反应、四氧化二氮的离解反应、高压蒸发、液滴二次雾化以及燃烧室横截面上混合比和流强分布的不均匀性。应用该模型对FY-2型发动机的三种喷注器结构的燃烧效率及能量释放分布进行了理论计算,计算结果与试车数据和现象相当吻合。     

液体火箭发动机燃烧不稳定性分析与热释放声放大机理

应用计算流体动力学方法对液体火箭发动机燃烧室内高频不稳定燃烧现象进行了数值仿真。气相方程用欧拉坐标系下的Ｎａｖｉｅｒ－Ｓｔｏｋｅｓ方程组描述,液相控制方程用Ｌａｇｒａｎｇｉａｎ坐标系下进行描述,湍流模型采用高雷诺数的ｋ－ε双方程模型。在燃烧室内加入正弦形脉冲扰动评定燃烧稳定性。引用Ｒａｙｌｅｉｇｈ热释放声放大机理对计算结果进行了分析,并对不同的扰动系数和液滴初始直径描出了燃烧稳定性极限图     

工作环境对发动机本体热负荷的影响

为了研究发动机工作环境对发动机本体热负荷的影响,以某型发动机为对象,采用缸内燃烧与冷却系统传热耦合计算方法,建立了温度和大气压力对发动机本体部件热负荷数值仿真模型。通过发动机热平衡台架试验验证了模型最大误差为9.1%,实车试验验证模型最大误差为6.2%。计算表明:发动机出口冷却水温度随环境温度和海拔升高而升高;环境温度46℃时的缸内活塞最高温度比-43℃时升高了15.4%,汽缸套最高温度升高15.5%;海拔高度每升高1 km,活塞最高温度升高1.04%,汽缸套温度升高0.95%。     

液氢液氧火箭发动机稳态数值仿真与故障分析

根据发动机工作的物理过程建立了大型液氢液氧火箭发动机稳态故障的数学模型,数学模型包含了70个工作参数和45个干扰因素,采用了布罗伊登法求解。确立了各种故障的正确仿真机制,对计算结果进行了分析,并与试车结果相比较,吻合良好。     

基于发动机工作过程计算的空气滤清器模型

针对二级滤清式自动抽尘空气滤清器进行研究,提出了其基于发动机工作过程计算的功率损失计算模型.该模型以发动机工作过程计算为基础,考虑了空气滤清器进气阻力与发动机工作过程之间的影响.通过实例计算,说明该模型能够用来模拟空气滤清器所造成的功率损失,随发动机工况的变化关系,从而为进一步模拟动力装置效率打下相应的基础.     

多元气体化学爆炸的超压安全泄放设计

压力容器在气液二相共存的情况下 ,采用UNIFAC法预测液相活度系数进行气液平衡计算 ,得到多元系统的气液平衡浓度 ,结合燃爆模拟实验数据 ,对容器危险工况下的超压进行安全泄放设计。     

发动机空载减速过程仿真与试验研究

以某型履带车辆发动机动力和传动系统为研究对象,应用CFD软件和虚拟样机软件对发动机空载减速过程进行仿真计算。模拟了不同漏气当量下该型发动机空载减速过程,并通过实车试验进行了验证,为基于空载减速过程的发动机技术状况评估提供了理论依据与试验方法。     

用于混合动力汽车的球形发动机热力学过程分析

作为混合动力汽车增程系统的一种新型动力源,球形发动机有着功率密度高,结构紧凑等优点。在介绍球形发动机工作原理及基本结构的基础之上,研究了发动机气缸容积变化规律,分析发动机燃烧过程,建立了发动机热力学理论模型。利用FLUENT开展了仿真研究,验证了模型的正确性,进而对于发动机燃油喷射过程进行了分析。结果表明：计算得到的气缸内部温度与压力曲线与仿真得到的结果基本一致,验证了理论模型的正确性。在燃油喷射的过程中,可能会出现涡团状的燃油喷射轨迹,使得局部富油发生,燃烧性能变差。     

12V150ZL增压发动机燃烧放热规律的研究

本文运用对实测放热速率曲线拟合得到的双韦别函数放热速率表达式,结合工作过程的数值模拟计算,研究12V150ZL增压发动机在标定工况燃油量时的燃烧放热速率的变化规律,预测燃烧过程对发动机性能指标的影响.为评价和完善12V150ZL增压发动机的燃烧过程提供理论依据.     

履带车辆动力性计算的数学模型

以发动机动力特性计算式为基础,推导出履带车辆动力性参数计算的数学模型,为今后履带车辆设计,以及动力性能的工程计算分析提供了数学方法,并通过计算机编程对某型车辆进行了计算,结果表明该方法具有较高的准确度和工程实用性。     

基于GT-Power的柴油机环境适应性研究

分析了大气温度和压力变化对柴油机性能的影响;采用GT-Power软件对柴油机缸内工作过程进行模拟计算,并通过柴油机台架试验对仿真模型进行校核;经计算得到：随着大气温度的升高,缸内最高爆发压力和柴油机功率降低,燃油消耗率升高;随着大气压力的升高,缸内最高爆发压力和功率增大,燃油消耗率降低。研究结果可为研究柴油机对复杂环境的适应性提供参考依据。     

高功率微波车辆迫停的效应机理分析

通过分析车辆电子控制单元输出的点火开关和燃油喷射信号波形在高功率微波辐射条件下的演变过程,阐明了高功率微波致使车辆发动机熄火的原因。研究结果表明,电子控制单元受到微波辐射扰乱后,点火开关信号发生意外丢失,燃油喷射信号脉冲重复周期迅速缩短,造成发动机气缸内喷入过量燃油,火花塞无法点燃油气混合物,迫使发动机转速下降甚至熄火。通过分析车辆发动机的点火系统工作原理,提出了根据监测车体辐射电磁信号获取车辆易受攻击的敏感频段的试验思路。