基于周期分層湍流燃燒的直噴汽油機(jī)計(jì)算

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基于周期分層湍流燃燒的直噴汽油機(jī)計(jì)算

試驗(yàn)研究了影響“空氣流”和“噴霧運(yùn)動”燃燒的不穩(wěn)定性因素。試驗(yàn)發(fā)動機(jī)為對燃燒循環(huán)變動而其它變化因素固定的發(fā)動機(jī)，使用仿真模型仿真每個(gè)周期。數(shù)據(jù)來源為連續(xù)10個(gè)周期的分層湍流燃燒循環(huán)變動，基于多層次形成的隨機(jī)可壓縮納維-斯托克斯方程和噴霧模型模擬直噴式汽油機(jī)。計(jì)算結(jié)果與平均周期數(shù)值一致性相當(dāng)好，而循環(huán)變動計(jì)算的試驗(yàn)數(shù)據(jù)與模擬值對比來自試驗(yàn)結(jié)果。因此，目前的計(jì)算模型將顯示生成的要素周期性變化，這是在稀燃不穩(wěn)定條件下可提供控制燃燒的一種有效方法。

產(chǎn)生燃燒循環(huán)變動的一個(gè)因素是空氣流動，這與在進(jìn)氣管的進(jìn)氣過程入口隨機(jī)擾動有關(guān)。該計(jì)算模型利用非線性隨機(jī)斯托克斯化學(xué)反應(yīng)方程模擬進(jìn)口的隨機(jī)流場。在流體的斯托克斯方程基礎(chǔ)上開發(fā)的模型用來預(yù)測直噴汽油機(jī)分層燃燒情況。計(jì)算了空氣流動和湍流燃燒在連續(xù)循環(huán)中所占的比例。此外，該模型還能模擬噴霧運(yùn)動的微小波動。模擬仿真表明，通過燃油噴霧波動產(chǎn)生的不穩(wěn)定性水平與那些通過空氣流循環(huán)變化的比較，噴射時(shí)間和燃油噴射量可以被人為改變，以提高循環(huán)過程中的燃燒效率；該計(jì)算模型適用于分析循環(huán)變化，但該循環(huán)變化的計(jì)算水平應(yīng)比相應(yīng)的試驗(yàn)數(shù)據(jù)更加詳細(xì)。

刊名：Journal of Thermal Science and Technology（英）

刊期：2013年第8期

作者：Shinmura Nobuhiro

編譯：袁建昆