本文關鍵詞：三維直接數值模擬部分預混發(fā)動機內的燃燒過程

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【摘要】：采用三維直接數值模擬方法研究了一個類似于部分預混燃燒(PPC)發(fā)動機條件下高辛烷值燃料PRF70的著火過程。文章采用了簡化的PRF化學動力學機理,包含33個組分和38步基元反應。計算中根據發(fā)動機的幾何尺寸和真實運行工況加入了氣缸內壓縮/膨脹的效果,并考慮了燃料的兩次噴射,其中第一次噴射形成了較均勻的混合氣,第二次燃料噴射增加了混合物分層。研究發(fā)現,PPC的燃燒過程非常復雜,是均質壓燃、預混燃燒和擴散燃燒三種主要燃燒模式的結合。在兩次燃料噴射之間的區(qū)域為近化學計量比燃燒,是氮氧化物的生成區(qū);而在化學計量比(φ)大于2的區(qū)域,混合不充分聚集了大量未燃碳氫和CO。文章使用Marching cube算法捕捉了三維火焰鋒面隨時間的變化。最后,使用反應鋒面上高斯曲率(k_g)與平均曲率(k_m)的聯合概率密度函數(PDF)以及平均曲率隨時間變化的概率密度函數,揭示了球形火焰鋒面和馬鞍形火焰鋒面的存在,前者占主要地位,并且隨著燃燒的進行,負曲率增加,主要是因為中心的燃料濃區(qū)在逐漸消耗。
【作者單位】： 天津大學內燃機燃燒學國家重點實驗室;
【基金】：國家自然科學基金國際(地區(qū))合作與交流項目(51320105008) 國家自然科學基金青年基金(51506146)資助~~
【分類號】：O643.21
【正文快照】： 1引言為了滿足越來越嚴格的排放法規(guī),新一代的內燃機必然向著高效、清潔的方向發(fā)展。傳統(tǒng)的汽油機效率較低而柴油機又由于碳煙排放過高使得研究人員不得不探索新的內燃機燃燒模式。其中,部分預混燃燒(PPC)是新型的低溫燃燒模式的代表,它在柴油機中采用高辛烷值燃料,通過兩次或

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