国家自然科学基金(51076008)
- 作品数：11 被引量：56H指数：3
- 相关作者：李国岫虞育松袁野李洪萌赵鹏更多>>
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- 相关领域：动力工程及工程热物理金属学及工艺航空宇航科学技术更多>>
- 基于流体体积方法的燃油液滴蒸发过程数值模拟研究被引量：1
- 2013年
- 建立了基于气液两相流流体体积(VOF)方法的燃油液滴蒸发的数学计算模型,研究了燃油液滴蒸发过程中的传热传质特性及强制对流流场对传热传质特性的影响。研究发现,燃油液滴在蒸发过程中,液滴内部并不是均匀加热,而是热点区域加热较快,其他区域缓慢加热。在初始时刻时,燃油液滴相界面处的蒸气与周围气体之间的浓度梯度较大,因此初期的蒸发速率较快,其谢伍德数Sh也较大。不同气液相温度差能促进液滴的蒸发过程,随着气液相温度差增大,液滴蒸发速率逐渐增大。随着雷诺数的增大,高温热点区域的分界线逐渐模糊,液滴内部加热逐渐趋于均匀。雷诺数越大,液滴的温度越高,但液滴温度差别较小。不同雷诺数能有效促进液滴的蒸发过程。
- 赵鹏李国岫张涛贾涛鸣
- 关键词：流体力学气液两相流VOF模型液滴蒸发传热传质
- 基于大涡模拟的液滴蒸发液相传热过程被引量：2
- 2013年
- 建立了燃油液滴蒸发瞬态气液两相流大涡模拟流体体积(VOF)模型,综合考虑了气液两相流流场,气液相界面的温度梯度和浓度梯度等因素,研究了气液相温度梯度和雷诺数对液滴液相传热的影响.研究结果表明:随着温度梯度的增大,液滴温度显著提高,温度梯度越大,液滴温度增加幅度越大;雷诺数不仅能够影响液滴周围流场的分布,而且还引起液滴内部温度场分布的变化;随着雷诺数的增大,液滴内部加热区域逐渐均匀,雷诺数越大,液滴的温度越高.
- 赵鹏李国岫
- 关键词：液滴蒸发大涡模拟传热温度梯度雷诺数
- 变轨条件下卫星贮箱内液体推进剂晃动特性三维数值模拟
- 2014年
- 以某卫星液体推进剂贮箱为研究对象,用Fluent三维数值模拟软件,对在零重力环境变轨过程中贮箱内液体推进剂的晃动特性进行数值模拟。分析了晃动过程中液体推进剂的质心变化和液体推进剂对贮箱的作用力。数值模拟获得了液体推进剂在变轨过程中晃动的频率和阻尼比。与ABRAMSON等根据实验结果拟合得出的阻尼比经验公式计算结果和文献中对阻尼比的简化计算结果相比,模拟结果接近经验公式,同时能反映阻尼比随液深的变化,计算结果具有可信度。
- 张博譞李国岫虞育松
- 关键词：阻尼比数值模拟
- 高速直喷柴油机燃烧室形状与喷孔结构匹配规律的三维仿真研究被引量：3
- 2012年
- 对某高速直喷柴油机的燃烧过程进行了多维仿真计算,研究了燃烧室形状和喷孔结构参数之间的匹配规律。通过变参数研究确定了燃烧室形状和喷孔结构参数之间的匹配规律。为了定量描述燃烧过程中燃油雾化、液体蒸发、油气混合的特性,建立了缸内平均湍流混合速率、燃油蒸气质量分数方差的中间特征参数,同时详细分析了不同当量比油气混合气在燃烧过程中的贡献率。从燃烧的宏观和微观角度综合分析了柴油机燃烧室形状与喷孔结构间的耦合作用机制。结果表明,对于所研究的机型,0.64口径比燃烧室匹配10孔喷油器的方案最优:预混过程好,燃烧速度快,后期扩散燃烧阶段过稀和过浓混合气参与燃烧的比例较小且预混与扩散燃烧放热情况差别小,放热情况更均匀。
- 袁野李国岫虞育松
- 关键词：高速直喷柴油机燃烧室形状
- 启喷阶段高压柴油射流雾化机理的大涡模拟被引量：2
- 2012年
- 采用气液两相流大涡模拟(LES)方法,结合VOF模型对高压柴油射流在启喷阶段的雾化过程进行数值求解.LES与实验结果(喷雾结构和贯穿距离)具有较好的一致性.然后结合LES模拟的流场信息(速度场、压力场和亚网格黏度场)对雾化过程进行分析.同时通过对比LES结果、实验结果和线性不稳定理论结果对启喷阶段的雾化机理进行了探讨,并提出了新的喷束结构(比Hiroshi Hattori提出的喷束结构更准确地描述了喷束迎风面结构).最后,研究了环境背压对喷雾结构的影响.研究表明,对于无空泡射流,启喷阶段射流头部迎风面存在的RT不稳定机制分裂的液滴是液滴的主要来源.
- 王勇李国岫虞育松丁佳伟
- 关键词：雾化机理大涡模拟
- 基于响应面法的高强化柴油机燃烧系统多参数多目标优化匹配研究被引量：3
- 2012年
- 通过引入一种新的优化方法———响应面法,对高强化柴油机燃烧系统进行多参数多目标优化匹配研究。基于有限数量的CFD三维仿真结果,构建了以燃烧室喉口半径、涡流比和喷孔数为输入参数及功率和最高燃烧压力为输出结果的响应面函数,并通过其进行各参数对性能影响的显著性检验和降维分析。基于所得响应面函数进行多参数全局寻优,得到3种具有不同特点的优化方案并与原方案进行缸内微观过程的对比分析。研究结果表明:对于所研究的机型,在喷油压力及喷孔流通面积恒定的情况下,燃烧室喉口半径与喷孔数的匹配和燃烧室喉口半径与涡流比的匹配分别是对功率和最高燃烧压力的主要影响因素;随着喷孔数的增加,功率对涡流比和燃烧室喉口半径的敏感程度逐渐减小,最高燃烧压力对燃烧室喉口半径的敏感程度逐渐增加;在所得的3种优化方案中,10孔和8孔方案可分别单独显著改善功率和最高燃烧压力指标,9孔方案可同时小幅度改善功率和最高燃烧压力指标。
- 袁野李国岫虞育松赵鹏李洪萌
- 关键词：内燃机柴油机燃烧系统响应面法
- 高压共轨喷油器喷嘴内部流动的数值模拟
- 2012年
- 由于试验和测量条件的限制,采用计算流体动力学的方法,以某型高压共轨喷油器喷嘴为对象,分别研究了喷嘴入口压力、喷孔轴线与针阀轴线夹角、喷孔入口倒圆大小对于喷嘴内部流动特性的影响规律,为喷嘴结构的设计和改进以及燃烧系统的优化匹配提供依据。
- 胡琰李国岫高国席
- 关键词：高压共轨喷油器CFD
- 进气涡流与油束夹角对柴油机燃烧性能的影响被引量：5
- 2012年
- 进气涡流与喷孔结构对柴油机缸内混合气分布有着决定性的影响,通过合理匹配二者可以优化缸内燃烧过程,从而获得更好的性能。对某小型高强化柴油机燃烧系统进行了多维仿真研究,综合分析了进气涡流与油束夹角的交互作用对缸内混合气分布、燃油蒸发、油气混合以及放热过程的影响机理,得到了二者对该机型的优化匹配准则。结果表明:增大和减小进气涡流和油束夹角可以分别增加上止点前后的燃油蒸发速率;涡流可以加速油气混合过程,而油束夹角过大则会减缓喷油中后期的油气混合速率;涡流比与油束夹角匹配得当时,缸内的混合气更均匀、索特平均直径更小,从而可以显著优化预混燃烧过程。
- 袁野李国岫李洪萌
- 关键词：柴油机喷油系统进气系统
- 喷油规律曲线形状对柴油机燃烧过程影响的仿真分析被引量：11
- 2012年
- 基于多维数值模拟的方法,研究了4种典型的喷油规律曲线形状对直喷式高强化柴油机燃烧过程的影响规律,通过分析滞燃期、放热率形状、预混燃烧及扩散燃烧放热量分配比例、燃烧重心等,得到结论:矩形喷油规律的滞燃期最短,最先着火,斜坡形喷油规律的滞燃期相对最长;矩形和梯形喷油规律对应的预混燃烧阶段放热量占得比例较大,燃烧重心更接近于上止点(TDC),燃烧的等容度高,循环热效率高,斜坡形和楔形喷油规律预混燃烧阶段放热量占得比例较小。
- 张晶李国岫袁野
- 关键词：动力机械工程柴油机数值模拟喷油规律放热率
- 高速直喷柴油机燃烧系统参数对燃烧性能影响的权重分析被引量：3
- 2012年
- 为深入探究高速柴油机燃烧系统参数对燃烧性能的作用机制,采用多维数值模拟方法,研究了高速直喷(HSDI)柴油机喷油系统参数与燃烧室结构参数对燃烧过程的影响规律,并结合缸内燃油蒸气空间分布和油气混合等特性对燃烧系统参数的影响规律进行了分析。为了定量描述油气混合特性,引入了湍流混合速率和混合气浓度方差的概念。另外,采用正交方法开展了喷油系统和燃烧室结构参数对指示功率影响的权重分析。结果表明:对于研究的燃烧系统,柴油机指示功率随燃烧室径深比的增加先增后减,径深比6.4时功率最大,且此时油气混合最均匀。针对不同径深比燃烧室,喷油系统参数对功率的影响权重不同。随着燃烧室径深比增大,喷油压力的影响权重减小。油束夹角的影响权重增大,喷孔数、孔径的影响权重减小。喷油定时的影响权重先减小后增大。
- 虞育松李国岫张晶袁野
- 关键词：内燃机工程高速直喷柴油机喷油系统燃烧室结构燃烧过程
